ВАЛ - ШЕСТЕРНЯ Российский патент 2016 года по МПК F16H55/17 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к деталям машин, и может быть использовано в зубчатых передачах, смазываемых пластичными смазочными материалами.

Известна конструкция вала-шестерни, содержащей вал и шестерню, изготовленных совместно из одной заготовки, а диаметр окружности оснований зубьев шестерни больше диаметра вала (см., например, «Иосилевич Г.Б. и др. Прикладная механика: Для студентов втузов / Г.Б. Иосилевич, П.А. Лебедев, В.С. Стреляев. - М.: Машиностроение, 1985. - 576 с., ил.», стр. 367, рис. 20.38, е).

Недостаток данной конструкции вала-шестерни состоит в том, что при смазывании зубьев шестерни пластичным смазочным материалом, этот материал вытесняется с боковых (рабочих) поверхностей зубьев шестерни - на торцы зубьев и участки поверхностей вала, прилегающие к зубчатому венцу шестерни. Вытесненный смазочный материал, удаленный из зоны зацепления, исключается из процесса смазываний зубьев шестерни, что интенсифицирует процесс изнашивания зубьев. Кроме того, этот материал загрязняет поверхности вала, прилегающие к зубчатому венцу шестерни и является аккумулятором различных загрязнений из окружающей среды.

В качестве прототипа взята конструкция вала-шестерни, изготовленной из одной цельной заготовки, содержащей вал и шестерню, у которой диаметр окружности оснований зубьев больше, чем диаметр вала (см. «Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин: Учеб. Пособие для машиностроит. спец. вузов. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 1985 - 416 с., ил.», стр. 140, рис. 10.6, а).

Недостатки прототипа - те же, что и у аналога.

Изобретением решается задача повышения качества смазывания шестерни.

Для этого вал-шестерня содержит выполненные из цельной заготовки вал и шестерню, диаметр окружности оснований зубьев которой больше диаметра вала; причем со стороны торцов зубьев шестерни и с зазорами относительно них, по окружности вала расположены торцевые кольца, перпендикулярные оси вала, наружные диаметры которых равны диаметру окружности вершин зубьев шестерни, а внутренние диаметры равны диаметру вала; в зазорах расположены промежуточные кольца, толщина которых равна величине этих зазоров, внутренние их диаметры равны диаметру вала, а их наружные диаметры равны диаметру окружности оснований зубьев шестерни.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображена вал-шестерня - вид сбоку.

На чертеже показаны: вал 1, шестерня с зубьями 2, торцевые кольца 3 и 4, промежуточные кольца 5 и 6; диаметр d_БП вала, диаметр d_a окружности вершин зубьев шестерни, диаметр d_f окружности оснований зубьев шестерни, разница l между размерами диаметров d_f и d_БП, зазоры с, ширина В зубчатого венца шестерни.

Вал-шестерня содержит вал 1 диаметром d_БП и шестерню с зубьями 2, выполненными из одной цельной заготовки, ширина зубчатого венца шестерни - В, диаметр окружности вершин зубьев шестерни - d_a, диаметр окружности оснований зубьев шестерни - d_f, разница между диаметрами d_f и d_БП равна l. Со стороны торцов зубьев 2 шестерни и с зазорами с относительно них расположены торцевые кольца 3 и 4, перпендикулярные продольной оси вала. Наружные диаметры торцевых колец 3 и 4 равны диаметру d_a окружности вершин зубьев шестерни, а внутренние диаметры этих торцевых колец равны диаметру d_БП вала 1. Зазоры с необходимы для предотвращения заклинивания торцов зубьев парного колеса (не показано) между торцевыми кольцами 3 и 4. В зазорах между торцами зубьев 2 и торцевыми кольцами 3 и 4 расположены промежуточные кольца 5 и 6, толщина которых равна с, а ширина - l, наружный их диаметр равен d_f, а внутренний диаметр равен d_БП.

При работе вала-шестерни в передаче со смазыванием ее пластичным смазочным материалом зубья сопряженного с шестерней зубчатого колеса стремятся вытеснить этот смазочный материал с боковых поверхностей зубьев шестерни - на участки поверхности вала, прилегающие к торцам зубьев шестерни. Наличие торцевых колец 3 и 4 предотвращает это вытеснение. Вытесняемый смазочный материал локализуется между торцами зубьев 2 и шестерни и внутренними поверхностями торцевых колец 3 и 4, откуда он - вследствие сил адгезии - мигрирует на боковые поверхности зубьев 2 шестерни. Промежуточные кольца 5 и 6 своей шириной 1 перекрывает впадины между основаниями зубьев 2 и поверхностью вала 1, тем самым - не позволяют накапливаться в этих впадинах вытесняемому смазочному материалу, что снижает расход смазочного материала.

По сравнению с прототипом, предлагаемая конструкция вала-шестерни позволяет локализовать смазываемую зону зацепления шестерни, тем самым - предотвратить вытеснение смазочного материала на поверхности вала, прилегающие к торцам зубьев шестерни, и повысить качество смазывания шестерни.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к деталям машин, и может быть использовано в зубчатых передачах, смазываемых пластичными смазочными материалами. Вал-шестерня содержит выполненные из одной цельной заготовки вал и шестерню, диаметр окружности оснований зубьев которой больше диаметра вала. Со стороны торцов зубьев шестерни и с зазорами относительно них по окружности вала расположены торцевые кольца, перпендикулярные оси вала, наружные диаметры которых равны диаметру окружности вершин зубьев шестерни, а внутренние диаметры равны диаметру вала. В зазорах расположены промежуточные кольца, толщина которых равна величине этих зазоров, внутренние их диаметры равны диаметру вала, а их наружные диаметры равны диаметру окружности оснований зубьев шестерни. Достигается повышение качества смазывания шестерни за счет установки торцевых колец. 1 ил.

Вал-шестерня, смазываемая преимущественно пластичным смазочным материалом, содержащая выполненные из одной цельной заготовки вал и шестерню, диаметр окружности оснований зубьев которой больше диаметра вала, отличающаяся тем, что со стороны торцов зубьев шестерни и с зазорами относительно них по окружности вала расположены торцевые кольца, перпендикулярные оси вала, наружные диаметры которых равны диаметру окружности вершин зубьев шестерни, а внутренние диаметры равны диаметру вала, в зазорах расположены промежуточные кольца, толщина которых равна величине этих зазоров, внутренние их диаметры равны диаметру вала, а их наружные диаметры равны диаметру окружности оснований зубьев шестерни.