ЗУБЧАТАЯ ПЕРЕДАЧА
GEAR TRANSMISSION

Изобретение относится к машиностроению, в частности - к деталям машин, и может быть использовано в зубчатых передачах, смазываемых твердыми смазочными материалами в порошкообразной дисперсной фазе.
Известна зубчатая передача, смазываемая порошкообразным смазочным материалом, подаваемым в зону смазывания аэрозольным методом, содержащая сопряженные парные зубчатые колеса, каждое из которых состоит из тела и зубчатого венца с зубьями, установленные в закрытом корпусе с размещенными в нем порошкообразным смазочным материалом и устройством его подачи в зону смазывания - см., например, Дроздов Ю.Н. и др. Трение и износ в экстремальных условиях: Справочник / Ю.Н. Дроздов, В.Г. Павлов, В.Н. Пучков. - Машиностроение, 1986. - 224 с.: ил. - (Основы проектирования машин)», стр. 131.
Недостаток данной конструкции зубчатой передачи состоит в том, что порошкообразный смазочный материал, смазывающий трущиеся боковые поверхности зубьев колес, попадая в области оснований впадин зубчатых венцов колес, накапливается в основаниях этих впадин и уплотняется накатыванием вершинами зубьев парных колес, образуя уплотненный слой, перекрывающий размеры межосевого зазора. Уменьшение этого зазора способно вызвать взаимное заклинивание сопряженных зубьев парных колес и выход этих колес из строя. Это снижает надежность работы зубчатой передачи.
В качестве прототипа взята зубчатая передача, смазываемая порошкообразным смазочным материалом, подаваемым в зону смазывания посредством магнитного поля. Зубчатая передача содержит сопряженные парные зубчатые колеса, изготовленные из ферромагнитного материала, установленные в закрытом корпусе, изготовленном из диамагнитного материала, с размещенным в нем магнитоактивным порошкообразным смазочным материалом, активируемым источником магнитного поля - см. там же стр. 134, рис. 3.
Недостатки прототипа - те же, что и у аналога.
Изобретением решается задача повышения качества процесса смазывания и повышения надежности работы зубчатой передачи.
Для этого зубчатая передача содержит сопряженные парные зубчатые колеса, каждое из которых состоит из тела и зубчатого венца с зубьями. Причем в головке каждого зуба каждого колеса, со стороны ее вершины, вдоль ее ширины, выполнена совокупность вырезов, ориентированных параллельно плоскости вращения колеса, с образованием между ними равновеликих гребней, поперечные сечения которых имеет вид равнобоких трапеций, малые основания которых расположены по вершине зуба. Совокупность суммы невырезанных участков ширины вершины зуба равна частному от деления ширины зуба на величину кратности зацепления колеса. Глубина вырезов не превышает высоту участков боковых поверхностей зуба со стороны его вершины с зацеплением, большим однопарного. Дно вырезов расположено по дуге окружности, соосной колесу. А вырезы в зубьях парных зубчатых колес выполнены с возможностью сопряжения невырезанных участков их головок по всей ширине этих участков.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображены: зубчатая передача, состоящая из пары сопряженных зубчатых колес (вид с торца) - фиг. 1; разрез фрагмента одного из зубчатых колес (вид сбоку) - фиг. 2; фрагмент этого же зубчатого колеса (вид со стороны вершин зубьев) - фиг. 3.
в
o
1
2
3
1
2
3
1
2
На чертеже показаны: зубчатые колеса 1 и 2, тела колес - 3 и 4, зубчатые венцы с зубьями - 5 и 6, окружности вершин зубчатых венцов - 7 и 8, окружности оснований зубчатых венцов - 9 и 10, боковые поверхности 11 и 12 зуба (5), вершина 13 зуба (5), дно 14 вырезов, соосная окружность 15, гребни 16; радиус R окружности вершин зубьев; радиус R окружности оснований зубьев; ширина В зубьев; высота h зубьев; участок высотой h боковых поверхностей зуба с однопарным зацеплением; участки высота h и h боковых поверхностей зуба с двухпарным зацеплением (зацеплением большим однопарного); ширина α вырезов по вершине зуба; ширина αгребней (16) по вершине зуба; ширина α оснований гребней; глубина b вырезов; межосевой зазор - с; направления вращения колес - ω и ω.
в
o
Зубчатая передача состоит из сопряженных парных зубчатых колес 1 и 2, каждое из которых состоит из тела (соответственно 3 и 4) и зубчатого венца с зубьями (соответственно 5 и 6). Окружности вершин зубчатых венцов - 7 и 8, окружности оснований зубчатых венцов - 9 и 10, осевой зазор передачи - с. Зубья зубчатых венцов обоих колес выполнены идентично. Выполнение зубьев (5 и 6) обоих колес показаны на чертеже и описаны на примере зубьев 5 колеса 1. Зубья 5 вписаны в окружности 7 и 9, радиусы которых - R и R, боковые поверхности зубьев - 11 и 12, вершины зубьев - 13, ширина зубьев - В, высота зубьев - h.
1
2
3
1
2
3
2
2
Кратность зацепления зубьев (5) по их высоте (h) не одинакова, на участке высоты размером h, расположенном в области центра зуба, зацепление - однопарное, на участках высоты, примыкающих к головке и корню зуба (размером h и h), зацепление больше однопарного (на чертеже показан вариант двухпарного зацепления). В головке каждого зуба (5), со стороны ее вершины 13 зуба, вдоль ее ширины (В), выполнена совокупность равновеликих вырезов (шириной α), ориентированных параллельно плоскости вращения колеса. Длина вырезов равна толщине участка головки, в котором они выполнены (вырезы расположены от одной боковой поверхности зуба до другой (боковые поверхности 11 и 12). Дно 14 вырезов расположено по дуге окружности 15, соосной колесу. Вырезы образуют между собой равновеликие гребни 16, поперечное сечение которых имеет вид равнобоких трапеций, меньшие основания которых (шириной α) расположены по вершине 13 зуба. Большие основания трапеций - α. Совокупность суммы невырезанных участков ширины вершины 13 зуба (каждый размером α) равна частному от деления ширины В зуба на величину кратности зацепления колеса (в данном случае кратность равна двум). Глубина b вырезов не превышает высоту h участков боковых поверхностей (11 и 12) зуба со стороны его вершины (13) с зацеплением, большим однопарного. Вырезы в зубьях парных зубчатых колес выполнены с возможностью сопряжения невырезанных участков их головок по всей ширине этих участков.
При работе зубчатой передачи со смазыванием трущихся поверхностей зубьев ее зубчатых колес твердым смазочным материалом в порошкообразной дисперсной фазе выполнение вырезов в головках зубьев (со стороны их вершин) уменьшает ширину зоны контакта вершин зубьев со смазочным материалом, налипшим на основания впадин зубчатых венцов (участки тела) сопряженных зубчатых колес. Это снижает вероятность заклинивания сопряженных зубчатых колес вследствие налипания в основаниях впадин зубчатых венцов сопряженных зубчатых колес порошкообразного смазочного материала, т.к. зоны контакта головок зубьев с этим налипшим материалом - не сплошные, а дискретные. Кроме того, выступы, образованные вырезами в головках зубьев - со стороны их вершин - способствуют разрушению налипшего смазочного материала и удалению его из областей оснований впадин зубчатых венцов. Порошкообразный смазочный материал, попадающий в зоны вырезов в головках зубьев, самоудаляется в процессе вращения колес. Выполнение вырезов со стенками, раскрытыми наружу вырезов, облегчает самоудаление порошкообразного смазочного материала, попавшего в полости этих вырезов.
По сравнению с прототипом, предлагаемая конструкция зубчатой передачи позволяет снизить вероятность защемления порошкообразного смазочного материала в зоне зацепления сопряженных зубчатых колес. Это повышает качество процесса смазывания зубчатой передачи и надежность ее работы.