ЗУБЧАТОЕ КОЛЕСО Российский патент 2016 года по МПК F16H55/12 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к деталям машин, и может быть использовано в крупномодульных зубчатых передачах, работающих с картерным смазыванием методом погружения.

Известно зубчатое колесо, содержащее тело и зубчатый венец с зубьями - см., например, «Иванов М.Н. Детали машин: Учеб. для машиностр. спец. вузов. - 4-е изд., перераб. - М.: Высш. шк., 1984. - 336 с., ил.», стр. 96, рис. 8.2.

Недостаток данного зубчатого колеса состоит в том, что зубья зубчатого венца выполнены сплошными, что приводит к излишнему расходованию материала, идущего на их изготовление, кроме того, в случае изнашивания зубьев, их восстановление до исходных параметров затруднено.

В качестве прототипа взята конструкция зубчатого колеса, содержащего тело, зубчатый венец с зубьями и пару кольцевых накладок, укрепленных на торцах зубьев и части тела колеса, примыкающего к зубчатому венцу - см. АС СССР №1523756, Кл. F16H 55/12, опубл. 09.03.1988 г., Б.К. №43.

Недостаток прототипа состоит в том, что зубья колеса выполнены монолитными, что требует для их изготовления определенного количества дефицитного материала, в то время как для работы зуба в зацеплении необходимы только рабочие боковые поверхности зубьев; кроме того, в случае износа рабочих поверхностей зубьев, их восстановление при данной конструкции зубчатого колеса затруднительно.

Изобретением решается задача снижения издержек на изготовление зубчатых колес и повышение их ремонтопригодности.

Для этого зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с зубьями и пару кольцевых накладок, укрепленных на торцах зубьев и части тела колеса, примыкающего к зубьям, причем зубчатый венец состоит из отдельных, не закрепленных на теле колеса зубьев; каждый зуб состоит из пары пластин изогнутых по профилю боковых рабочих поверхностей расчетного для данного колеса зуба, и имеющих рабочие поверхности, равные по площади рабочим поверхностям расчетного зуба; пластины - по всей своей длине - установлены в пазах, выполненных в накладках, с образованием при этом профиля, соответствующего профилю рабочих поверхностей расчетного зуба; торцы пластин снабжены фиксирующими выступами; в пазах накладок выполнены ответные углубления; одна накладка выполнена съемной; а зазоры между верхними концами пар пластин - на месте отсутствующих поверхностей вершин зубьев - перекрыты заглушками, укрепленными на внутренних поверхностях концов пластин.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображены: фрагмент зубчатого колеса - вид со стороны вершин зубьев - фиг. 2. 1; сечения колеса - фиг. 2, 3; элемент зуба - фиг. 4.

На чертеже показаны: тело 1 колеса; расчетная окружность впадин зубьев колеса (наружная окружность тела 1 колеса) 2; кольцевые накладки 3 и 4; расчетная окружность вершин (внешняя окружность накладок) 5; внутренняя окружность 6 накладок; боковые стороны зубьев (с боковыми рабочими поверхностями) 7 и 8 зубьев (пластины - элементы зубьев); карманы 9, 10, 11, 12 накладок (3 и 4); пазы 13 и 14; выступы 15 пластин (7 и 8); углубления 16 в карманах накладок; зазоры Δ₁ между боковыми сторонами зубьев (пластинами 7 и 8) и расчетной окружностью 2 впадин зубьев; зазор Δ₂ между пластинами 7 и 8 в области вершин зубьев; заглушка 17.

Каждый зуб колеса выполнен из пары пластин 7 и 8, изогнутых по профилю боковых рабочих поверхностей расчетных зубьев колеса. При сборке колеса, эти пластины (7, 8) устанавливаются в пазы 13 и 14, выполненные в накладках 3 и 4 и фиксируются в них посредством выступов 15, входящих в углубления 16, выполненные в карманах 9, 10, 11, 12 накладок (3 и 4). Одна из накладок (3 или 4) изначально жестко закрепляется на теле 1 колеса, а вторая (4 или 3) является съемной. Между низом пластин 7 и 8 и расчетной окружностью впадин 2 образуются зазоры Δ₁ - на месте отсутствующих нерабочих участков боковых сторон зубьев. Между верхними концами пластин 7 и 8 (в области окружности вершин зубчатого венца - внешней окружностью 5 накладок 3 и 4) - за счет отсутствия поверхностей вершин зубьев - образуются зазоры Δ₂. Эти зазоры (Δ₂) перекрываются заглушками 17, которые укрепляются на внутренних поверхностях пластин 7 и 8 (в верхних их частях); крепление можно осуществить, например, методом наклеивания. Заглушки 17 устанавливаются между пластинами 7 и 8 после установки пластин на несъемной накладке (3 или 4). После установки пластин 7 и 8 с заглушками 17, пластины жестко фиксируются наложением второй накладки и закреплением ее на теле 1 колеса; крепление выполняется, например, винтами или болтами (не показано). При необходимости ремонта (замены) какой-либо пластины (7, 8) - боковой рабочей поверхности зуба, съемная накладки снимается с тела колеса и производится замена платины; после чего эта накладка вновь устанавливается на тело.

При работе колеса в передаче, рабочие нагрузки воспринимаются и передаются колесом посредством пластин 7 и 8 (рабочими участками боковых поверхностей зубьев). При работе колеса с картерным смазыванием жидкими смазочными материалами методом погружения, смазывание, трущихся поверхностей зубьев (наружных поверхностей пластин 7 и 8) колеса осуществляется периодическим погружением - при вращении колеса - пластин 7 и 8 в жидкий смазочный материал масляной ванны (картер). Однако при вращении колеса происходит стекание смазочного материала с этих поверхностей и сброс этого материала центробежной силой; это снижает количество смазочного материала, который доставляется в зону зацепления в парным колесом - по отношению к количеству смазочного материала, изначально захваченного из масляной ванны поверхностями пластин. Однако установленные заглушки 17 образуют - совместно с внутренними поверхностями пластин 7 и 8 и внутренними поверхностями накладок 3 и 4 (перекрывая зазоры Δ₁) - полости, посредством которых, при погружении этих полостей в картер, происходит забор смазочного материала (через зазоры Δ₁), наполняющих эти полости. При вращении колеса, выходе этих полостей из картера и перемещении их вверх, полости проворачиваются в вертикальной плоскости; и смазочный материал, вытекая из полостей, смачивает нижерасположенные при вращении колеса элементы его зубчатого венца, в том числе рабочие (трущиеся) поверхности пластин 7 и 8, компенсируя удалившийся при вращении колеса смазочный материал; это позволяет доставлять в зону зацепления требуемое количество смазочного материала, что оптимизирует процесс трения зубьев парных колес.

По сравнению с прототипом, предлагаемая конструкция зубчатого колеса позволяет снизить его материалоемкость и обеспечить требуемую ремонтопригодность колеса; кроме того, при работе колеса с картерным смазыванием методом погружения, оптимизируется режим смазывания, что снижает износ зубьев сопряженных зубчатых колес.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в малонагруженных крупномодульных зубчатых передачах. Зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с зубьями и пару кольцевых накладок, укрепленных на торцах зубьев и части тела зубчатого колеса, примыкающего к зубчатому венцу. Зубчатый венец состоит из отдельных не закрепленных на теле зубчатого колеса зубьев. Каждый зуб состоит из пары пластин, изогнутых по профилю боковых рабочих поверхностей расчетного для данного зубчатого колеса зуба и имеющих рабочие поверхности, равные по площади рабочим поверхностям расчетного зуба. Пластины по всей своей длине установлены в пазах, выполненных в кольцевых накладках с образованием при этом профиля, соответствующего профилю рабочих поверхностей расчетного зуба. Торцы пластин снабжены фиксирующими выступами, а в пазах кольцевых накладок выполнены ответные углубления. Одна кольцевая накладка выполнена съемной, а зазоры между верхними концами пар пластин на месте отсутствующих поверхностей вершин зубьев перекрыты заглушками, укрепленными на внутренних поверхностях концов пластин. Обеспечивается повышение ремонтопригодности зубчатого колеса. 4 ил.

Зубчатое колесо, содержащее тело, зубчатый венец с зубьями и пару кольцевых накладок, укрепленных на торцах зубьев и части тела зубчатого колеса, примыкающего к зубчатому венцу, отличающееся тем, что зубчатый венец состоит из отдельных не закрепленных на теле зубчатого колеса зубьев, каждый зуб состоит из пары пластин, изогнутых по профилю боковых рабочих поверхностей расчетного для данного зубчатого колеса зуба и имеющих рабочие поверхности, равные по площади рабочим поверхностям расчетного зуба, пластины по всей своей длине установлены в пазах, выполненных в кольцевых накладках с образованием при этом профиля, соответствующего профилю рабочих поверхностей расчетного зуба, торцы пластин снабжены фиксирующими выступами, в пазах кольцевых накладок выполнены ответные углубления, одна кольцевая накладка выполнена съемной, а зазоры между верхними концами пар пластин на месте отсутствующих поверхностей вершин зубьев перекрыты заглушками, укрепленными на внутренних поверхностях концов пластин.