ЗУБЧАТОЕ КОЛЕСО
GEAR WHEEL

Изобретение относится к машиностроению, в частности к деталям машин, и может быть использовано в зубчатых передачах, смазываемых твердыми смазочными материалами в порошкообразной дисперсной фазе.
Известно зубчатое колесо, содержащее тело и зубчатый венец с зубьями (см., например, «Гузенков П.Г.: Учеб. для вузов. - 4-е изд., испр. М.: Высш. шк., 1986. - 359 с.: ил.», стр. 154, рис. 12.1, а).
Недостаток данной конструкции зубчатого колеса состоит в том, что его зубья в процессе работы колеса в передаче подвержены изгибающим нагрузкам, способным привести к излому зубьев и выходу колеса из строя. Эта опасность возрастает с увеличением величины нагрузок, испытываемых зубьями и с увеличением высоты зубьев.
В качестве прототипа взята конструкция зубчатого колеса, состоящего из тела и зубчатого венца с зубьями, на торцах которых укреплена пара кольцевых накладок (см. патент на изобретение №2558764, кл. F16H 55/12, опубл. 10.08.2015 г., Бюл. №22). Кольцевые накладки, связывая между собой зубья колеса, повышают их изгибную прочность, т.к. зубья в этом случае можно рассматривать как балки, защемленные с двух сторон (со стороны оснований и вершин зубьев).
Недостаток прототипа состоит в том, что при смазывании зубчатого колеса порошкообразным смазочным материалом этот материал, попадая в процессе смазывания в области впадин зубчатого венца колеса, слеживается там и уплотняется, уменьшая осевой зазор передачи или вовсе его исключая. Отсутствие зазора способно привести к заклиниванию сопряженных зубьев парных зубчатых колес, привести к их поломке и выходу зубчатой передачи из строя.
Изобретением решается задача предотвращения накапливания порошкообразного материала во впадинах зубчатого венца колеса и заклинивания сопряженных зубьев парных зубчатых колес.
Для этого зубчатое колесо содержит тело в виде диска и зубчатый венец с зубьями, на торцах которых укреплена пара кольцевых накладок. Причем длина боковых поверхностей зубьев равна длине рабочих участков боковых поверхностей зубьев, расчетных для данного колеса. По наружному периметру тела в области оснований впадин зубчатого венца, по всей ширине тела, выполнены радиально ориентированные вырезы. Боковые поверхности вырезов ориентированы радиально и сопряжены с боковыми поверхностями зубьев, а поверхности дна вырезов ориентированы перпендикулярно торцам тела.
Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображены: фрагмент зубчатого колеса с местным разрезом - вид с торца (фиг. 1) и разрез этого фрагмента - вид сбоку (фиг. 2).
q
в
о
p
а
в
На чертежах показаны: тело 1 зубчатого колеса, зубчатый венец с зубьями 2, кольцевые накладки 3 и 4, боковые поверхности зубьев - 5 и 6; толщина l диска тела; радиус окружности вершин зубчатого венца - R; радиус основной окружности расчетного зуба данного колеса - R; высота h зубьев; ширина  кольцевых накладок; длина рабочих участков боковых поверхностей зубьев l; глубина вырезов - .
q
в
p
q
а
в
Зубчатое колесо содержит тело 1 в виде диска толщиной l и зубчатый венец с зубьями 2. Радиус окружности вершин зубчатого венца - R. Длина боковых поверхностей (5, 6) зубьев 2 равна длине рабочих участков (l) расчетных зубьев для данного колеса, высота зубьев - h. На торцах зубьев 2 укреплена пара кольцевых накладок 3 и 4, ширина накладок - . По наружному периметру тела 1 колеса в области оснований впадин зубчатого венца, по всей ширине l диска тела 1 колеса, выполнены радиально ориентированные вырезы глубиной . Боковые поверхности вырезов, ориентированные радиально, сопряжены с боковыми поверхностями 5 и 6 зубьев 2; поверхности дна вырезов ориентированы перпендикулярно торцам тела 1.
При работе колеса со смазыванием порошкообразным смазочным материалом этот материал, попадая в области оснований зубчатого венца - в области между основаниями ножек зубьев 2 зубчатого венца, не удерживается в этих областях, а смещается в области вырезов в теле 1 колеса, откуда он смещается в области торцов тела 1, удаляясь затем с поверхностей колеса. Глубина в вырезов не позволяет порошкообразному материалу удержаться и накопиться в областях вырезов даже за несколько циклов нанесения смазочного материала, а удалить смазочный материал из зоны вырезов позволяет за период между двумя циклами нанесения смазочного материала.
По сравнению с прототипом предлагаемая конструкция зубчатого колеса позволяет исключить накопление и спрессовывание порошкообразного смазочного материала в области оснований впадин зубчатого венца и тем самым предотвратить заклинивание сопряженных зубьев парных зубчатых колес.