Зубчатое колесо
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в зубчатых передачах, работающих со смазыванием жидкими смазочными материалами методом погружения. Зубчатое колесо содержит тело, пару кольцевых накладок с наружным диаметром, равным диаметру окружности вершин зубчатого венца зубчатого колеса, и укрепленных на торцах тела, и зубчатый венец с полыми зубьями, выполненными из изогнутых пластин, образующих поверхности зубьев и укрепленных между внутренними торцами кольцевых накладок. Каждый зуб выполнен из одной изогнутой пластины, наружная поверхность которой идентична профилю расчетного зуба для данного зубчатого колеса. Часть пластины со стороны отстающей при вращении зубчатого колеса боковой поверхности зуба, образующая нерабочий участок этой поверхности, ориентирована радиально относительно зубчатого колеса и укреплена на его теле, а со стороны набегающей боковой поверхности аналогичная часть изогнутой пластины вырезана по всей ширине зуба, внутри полости зуба с зазором относительно боковой набегающей поверхности и эквидистантно ей расположена перегородка, перекрывающая полость зуба с зазором относительно тела зубчатого колеса, соизмеримым с вырезанной частью набегающей боковой поверхности зуба, а сама эта поверхность выполнена перфорированной. Обеспечивается повышение качества смазывания зубчатого колеса. 2 ил.
Изобретение относится к машиностроению, в частности к деталям машин, и может быть использовано в зубчатых передачах, работающих со смазыванием жидкими смазочными материалами методом погружения.
Известно зубчатое колесо, содержащее тело и зубчатый венец с зубьями - см., например, «Заплетохин В.А. Конструирование деталей механических устройств: Справочник. - Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1990. - 660 с.: ил.», стр. 456, рис. 4.15.
Недостаток данной конструкции зубчатого колеса состоит в том, что при смазывании его жидким смазочным материалом методом погружения, когда смазочный материал подается в зону зацепления с парным зубчатым колесом передачи зубьями этого колеса, погруженными периодически при вращении колеса в масляную ванны с жидким смазочным материалом, этот смазочный материал, захваченный из ванны зубьями колеса, при перемещении его в зону зацепления, стекает с зубьев, поэтому смазочный слой в зону зацепления парных колес может быть недостаточным для качественного смазывания трущихся поверхностей зубьев колес. Это интенсифицирует процесс их изнашивания, что может привести к выходу колес передачи из строя.
В качестве прототипа взята конструкция зубчатого колеса по патенту на изобретение РФ №2532451, кл. F16H 55/10, опубл. 10.11.2014 г., Бюл. №31. Сущность его состоит в том, что зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с зубьями и пару кольцевых накладок, укрепленных на участках торцов тела, прилегающих к зубчатому венцу; причем каждый зуб выполнен полым, состоящим из пары изогнутых по профилю боковых поверхностей расчетного для данного колеса зуба, закрепленных в торцевых накладках и образующих на пару профиль, соответствующий профилю боковых поверхностей расчетного зуба.
Недостатки прототипа те же, что и у аналога.
Изобретением решается задача повышения качества смазывания сопряженных зубчатых колес передачи, смазываемых методом погружения одного из этих колес в масляную ванну с жидким смазочным материалом.
Для этого зубчатое колесо содержит тело, пару кольцевых накладок с наружным диаметром, равным диаметру окружности вершин зубчатого венца колеса, и укрепленных на торцах тела, и зубчатый венец с полыми зубьями, выполненными из изогнутых пластин, образующих поверхности зубьев и укрепленных между внутренними торцами накладок. Причем каждый зуб выполнен из одной изогнутой пластины, наружная поверхность которой идентична профилю расчетного зуба для данного колеса; со стороны отстающей (рабочей) - при вращении колеса - боковой поверхности зуба, часть пластины, образующая нерабочий участок этой поверхности, ориентирована радиально относительно колеса и укреплена на его теле; со стороны набегающей (нерабочей) боковой поверхности аналогичная часть пластины вырезана по всей ширине зуба; внутри полости зуба, эквидистантно набегающей боковой поверхности и с зазором относительно нее, расположена перегородка, перекрывающая полость зуба, с зазором относительно тела колеса, соизмеримым с вырезанной частью набегающей боковой поверхности; а сама эта поверхность выполнена перфорированной.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображены: фрагмент зубчатого колеса - вид с торца, с местным разрезом (фиг. 1) и вид фрагмента зубчатого колеса сбоку (фиг. 2).
На чертеже показаны: тело 1 зубчатого колеса; кольцевые накладки 2 и 3; окружность вершин зубчатого венца (наружная окружность кольцевых накладок) 4; внутренняя окружность 5 кольцевых накладок; изогнутая пластина (зуб) 6; отстающая боковая (рабочая) поверхность 7 зуба; набегающая боковая (нерабочая) поверхность 8 зуба; вершина 9 зуба; нерабочий участок 10 боковой поверхности зуба; сквозное окно 11; полость 12 зуба; перегородка 13; зазор 14; перфорация 15; жидкий смазочный материал 16; зазор Δ; направление вращения ω колеса; направление выливания V жидкого смазочного материала (16) из полости (12) зуба.
Зубчатое колесо содержит тело 1, на торцах которого укреплена пара кольцевых накладок 2 и 3, с диаметром наружной окружности, равным диаметру окружности вершин 4 зубчатого венца колеса и с внутренней окружностью 5. Зубчатый венец колеса состоит из отдельных, не связанных между собой зубьев; каждый зуб выполнен из одной изогнутой пластины 6, наружная поверхность которой идентична профилю расчетного зуба для данного колеса. Эта пластина своей наружной поверхностью образует боковые поверхности 7, 8 зуба и его вершину 9. Пластины 6, укреплены на внутренних торцах кольцевых накладок 2 и 3. Часть 10 (размером с) отстающей - при вращении ω колеса - боковой поверхности (рабочей) 7 зуба, образующая нерабочий участок этой поверхности, расположенная у корня зуба и примыкающая к телу 1 зуба, выполнена без переходной галтели, ориентирована радиально относительно колеса и укреплена на его теле (1). Со стороны набегающей - при вращении ω колеса - боковой поверхности (нерабочей) 8 часть пластины 6, образующая нерабочий участок этой поверхности (размером с), вырезана по всей ширине зуба с образованием сквозного окна 11. Внутри полости 12 зуба, эквидистантно набегающей боковой поверхности 8 и с зазором Δ относительно нее, расположена перегородка 13, перекрывающая полость 12 зуба, с зазором 14 относительно тела 1 колеса; величина этого зазора соизмерима с величиной сквозного окна 11. Поверхность 8 выполнена перфорированной, с выполнением в ней отверстий 15.
При работе колеса в передаче со смазыванием жидким смазочным материалом, методом погружения этого колеса в масляную ванну, зубья колеса, при вращении ω колеса, погружаются в масляную ванну и захватывают этот смазочный материал своими полостями 12 (смазочный материал 16 поступает в полости 12 зубьев через отверстия 15 в перфорированных боковых (нерабочих) поверхностях 8 зубьев (смазочный материал поступает через отверстия 15, зазоры Δ между частями пластин 6, образующими боковые поверхности 8 зубьев, и перегородками 13 - в полости 12). Захваченный смазочный материал при дальнейшем проворачивании колеса (по направлению ω) переносится в сторону зоны зацепления колеса с парным колесом передачи (в верхнюю часть этой зоны). При перемещении зубьев и их переворачивании - относительно положения зубьев при их погружении в масляную ванну (на фиг. 1 показано верхнее положение зуба) - смазочный материал выливается из полостей 12 зубьев через окна 11 и отверстия 15 и поступает в зоны, образованные отстающими поверхностями 7 опережающих зубьев, набегающими поверхностями 8 опережаемых зубьев и внутренними поверхностями обеих кольцевых накладок 2 и 3. Эти зоны образуют смазочные ванны. Данная конструкция зубчатого колеса применима для ведомых зубчатых колес (погружены в масляную ванну наиболее часто именно ведомые зубчатые колеса - тихоходные, имеющие больший диаметр), зубья которых вступают в зацепление с зубьями парного зубчатого колеса сверху зоны зацепления парных колес, пройдя при вращении верхнее свое положение. При этом смазочным материалом омываются отстающие боковые поверхности 7 опережающих зубьев, которые являются рабочими (и трущимися) при данной схеме работы парных колес. При этом поверхности 7 зубьев омываются полностью, включая их участки, примыкающие к вершинам зубьев, с которых начинается зацепление зубьев этого колеса и которые наиболее нуждаются в смазывании. При вращении колеса смазочный материал также переливается через вершины зубьев, примыкающие к поверхности 7, и попадает также на нижерасположенные зубья (обоих колес) и на нижерасположенную зону зацепления парных колес, смазывая также и их (зубья и зону зацепления). Данная конструкция зубчатого колеса применима преимущественно для нереверсивных зубчатых колес, у зубьев которых одна доковая поверхность (отстающая) является рабочей, а вторая боковая поверхность (набегающая) является нерабочей. Перфорированные боковые (набегающие) поверхности 8 зубьев являются нерабочими и не нагружаемыми при работе колеса в передаче. Эти поверхности служат для предотвращения заклинивания зубьев сопряженных зубчатых колес передачи при самоходе колес в обратном направлении (их реверсировании); а также эти поверхности (перфорированные и этим ослабленные по сравнению с отстающими рабочими боковыми поверхностями) могут быть задействованы в качестве рабочих (нагружаемых) поверхностей при реверсивном холостом ходе колес, когда эти поверхности не нагружены номинальной для данного колеса нагрузкой.
По сравнению с прототипом предлагаемая конструкция зубчатого колеса позволяет осуществлять - при вращении колеса в масляной ванне и периодическом погружении в нее зубьев колеса - захватывание смазочного материала в достаточном для обеспечения требуемого качества смазывания количестве (и переносить его в зону смазывания). Это позволяет снизить интенсивность изнашивания трущихся зубьев парных зубчатых колес и повысить долговечность этих колес и передачи в целом.
Зубчатое колесо, содержащее тело, пару кольцевых накладок с наружным диаметром, равным диаметру окружности вершин зубчатого венца зубчатого колеса, и укрепленных на торцах тела, и зубчатый венец с полыми зубьями, выполненными из изогнутых пластин, образующих поверхности зубьев и укрепленных между внутренними торцами кольцевых накладок, отличающееся тем, что каждый зуб выполнен из одной изогнутой пластины, наружная поверхность которой идентична профилю расчетного зуба для данного зубчатого колеса, часть пластины со стороны отстающей при вращении зубчатого колеса боковой поверхности зуба, образующая нерабочий участок этой поверхности, ориентирована радиально относительно зубчатого колеса и укреплена на его теле, а со стороны набегающей боковой поверхности аналогичная часть изогнутой пластины вырезана по всей ширине зуба, внутри полости зуба с зазором относительно боковой набегающей поверхности и эквидистантно ей расположена перегородка, перекрывающая полость зуба с зазором относительно тела зубчатого колеса, соизмеримым с вырезанной частью набегающей боковой поверхности зуба, а сама эта поверхность выполнена перфорированной.
