Зубчатая передача

Изобретение относится к машиностроению, а именно к деталям машин, и может быть использовано в крупномодульных открытых зубчатых передачах, смазываемых консистентными смазочными материалами. Зубчатая передача содержит пару сопряженных зубчатых колес, объемы впадин между зубьями каждого колеса которой, не занимаемые при зацеплении зубьями сопряженного колеса, заполнены укрепленными в них вставками, выполненными из упругого материала, например резины. Между вставками и вершинами зубьев сопряженного колеса выполнены минимальные зазоры. Такое выполнение зубчатой передачи позволяет обеспечить оптимизацию режима смазывания и снизить расход смазочного материала. 2 ил.

 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к деталям машин, и может быть использовано в открытых зубчатых передачах.

Известна зубчатая передача, включающая пару сопряженных зубчатых колес (см., например, «Гузенков П.Г. Детали машин: учебник для ВУЗов, 4-е изд., испр. - М.: Высшая школа, 1986 г., 359 с., ил., стр.154).

Недостаток данной конструкции состоит в том, что консистентный смазочный материал, нанесенный на рабочие поверхности зубьев, при работе передачи вытесняется оттуда сопрягающимися зубьями колес, в частности во впадины между зубьями, и в процессе трения зубьев в дальнейшем не участвует.

В качестве прототипа взята конструкция зубчатой передачи, включающей пару сопряженных зубчатых колес - см. «Заплетохин В.А. Конструирование деталей механических устройств: справочник. - Л.: Машиностроение, Ленинградское отделение, 1990 г., 669 с., ил., с.427.

Недостаток данной конструкции состоит в том, что при смазывании передачи консистентным смазочным материалом этот материал вытесняется сопряженными зубьями колес с рабочих поверхностей зубьев, в частности во впадины между зубьями, и в процессе трения зубьев в дальнейшем не участвует, что ухудшает процесс трения. Кроме того, по мере увеличения модуля (m) зубчатых колес, увеличиваются и размеры впадин между зубьями, что приводит к увеличению количества смазочного материала, вытесняемого в эти впадины. Так, например, при модуле m=100 радиальный зазор между сопряженными зубьями составляет

c=(0,25/0,4)m,

берем коэффициент 0,4:

с=0,4·100=40 (мм)

(см. Иванов М.Н. Детали машин: учебник для машиностроительных специальностей ВУЗов, 4-е изд., испр. - М.: Высшая школа, 1984 г., 336 с., ил., стр.99).

При больших диаметрах колес и большой ширине зубчатых венцов объемы, определяемые величиной радиальных зазоров между зубьями колес и шириной их венцов, значительны. Так, например, при m=100 этот объем для одного колеса в целом составит:

V=с·b·s·n (мм),

где с - размер торцевого зазора;

b - ширина венца;

s - ширина впадины;

n - количество впадин.

- Количество впадин (количество зубьев z):

z=D·π/t,

где D - диаметр колеса;

t - шаг зацепления,

t=π·m

- ширина впадины (ориентировочно):

s=π·m/4

- ширина венца

b=ψ·m,

где ψ - коэффициент длины зуба,

(ψ=6/37, берем ψ=10)

При диаметре колеса 6000 мм и m=100:

t=3,14·100=314 (мм)

z=600·3,14/314=60

s=3,14·100/4=78,5 (мм),

b=10·100=1000 (мм),

тогда

V=0,04·1,0·0,0785·60=0,188 (м³)

Это приводит к значительному перерасходу смазочного материала, уходящего на заполнение впадин между зубьями колес.

Изобретением решается задача оптимизации режима смазывания и снижения расхода смазочного материала.

Для этой цели зубчатая передача включает пару сопряженных зубчатых колес, причем объемы впадин между зубьями каждого колеса, не занимаемые при зацеплении зубьями сопряженного колеса, заполнены укрепленными в них вставками, выполненными из упругого материала, например резины.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображены пара сопряженных зубчатых колес (фиг.1) и фрагмент зацепления (фиг.2).

Зубчатая передача состоит из пары сопряженных зубчатых колес 1 и 2 с зубчатыми венцами с зубьями 3 и 4. Между диаметром вершин зубьев одного колеса (Д_вер) и диаметром впадин другого колеса (Д_вп) имеется радиальный зазор (С). Объемы впадин каждого колеса на всю ширину венцов колес, не занимаемые сопряженными зубьями другого колеса, заполнены укрепленными в них вставками 5, причем вставки выполнены из упругого материала, например резины, а между вставками и вершинами зубьев сопряженного колеса выполнены минимальные зазоры (Δ) для предотвращения их контакта в процессе зацепления зубьев обоих колес.

Работает данная зубчатая передача следующим образом.

При зацеплении сопряженных колес зубья (3) одного колеса (1) входят во впадины между зубьями (2) другого колеса (4), вытесняя при этом ранее нанесенный смазочный материал из зоны зацепления, в том числе и в зоны впадин, примыкающие к телам колес 1 и 2. Наличие вставок 5 не позволяет смазочному материалу накапливаться во впадинах между зубьями и исключаться из процесса трения между зубьями. Наличие минимального зазора (Δ) между вершинами зубьев одного колеса и вставками другого колеса не позволяет им зацепляться при работе передачи, а выполнение вставок из упругого материала позволяет колесам 1 и 2 изменять межосевое расстояние между ними, например, при дефектах монтажа колес на валах или при изменениях зазоров при эксплуатации передачи.

Зубчатая передача, преимущественно крупномодульная, смазываемая консистентным смазочным материалом, включающая пару сопряженных зубчатых колес, отличающаяся тем, что объемы впадин между зубьями каждого колеса, не занимаемые при зацеплении зубьями сопряженного колеса, заполнены укрепленными в них вставками, выполненными из упругого материала, например резины, а между вставками и вершинами зубьев сопряженного колеса выполнены минимальные зазоры.