Зубчатое колесо

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к деталям машин, и может быть использовано в зубчатых передачах с цилиндрическими зубчатыми колесами, смазываемыми жидкими смазочными материалами методом погружения.

Известно цилиндрическое зубчатое колесо, содержащее ступицу, тело в виде диска, обод и зубчатый венец, ширина которого больше толщины тела (диска) - см., например, Гузенков П.Г. Детали машин: Учеб. пособие для вузов. - 4-е изд., испр. М.: Высш. шк., 1986. - 359 с.: ил., стр. 178, рис. 12. 12, а.

Недостаток данного зубчатого колеса состоит в том, что при работе его со смазыванием жидким смазочным материалом методом погружения этот смазочный материал при вращении колеса будет захватываться из масляной ванны, в которую погружено зубчатое колесо, не только зубьями его зубчатого венца, нуждающимися в смазывании, но также и внутренними поверхностями обода, расположенными с обоих торцов колеса - между торцами обода и торцами тела, а также торцевыми поверхностями обода и торцевыми поверхностями зубьев зубчатого венца. Захваченный этими поверхностями обода смазочный материал при вращении колеса будет удерживаться на этих поверхностях центробежной силой и бесцельно перемещаться вращающимся колесом - по его окружности. Кроме того, смазочный материал будет захватываться и частями поверхностей торцов тела, погружаемыми в смазочный материал, и также бесцельно перемещаться этими поверхностями. Смазочный материал, первоначально захваченный этими поверхностями обода и тела, будет стекать - при вращении колеса - с этих поверхностей, смачивая при этом участки поверхностей тела, не погружаемые в смазочный материал, а также - поверхности ступицы и вала, на котором установлено зубчатое колесо. Такое смачивание будет непрерывным в процессе вращения колеса. Смазочный материал, смачивающий эти поверхности, активно контактирует с окружающим воздухом, подвергаясь при этом окислению и различным загрязнениям, что ухудшает эксплуатационные свойства смазочного материала. Все это ухудшает качество смазывания зубчатого колеса.

В качестве прототипа взята конструкция зубчатого колеса, содержащего ступицу, тело в виде диска и обод с зубчатым венцом, ширина которого больше толщины диска - 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. 43, рис. 5.3.

Недостаток прототипа - тот же, что и у аналога.

Изобретением решается задача повышения качества смазывания зубчатого колеса.

Для этого зубчатое колесо содержит ступицу, тело в виде диска, обод и зубчатый венец, ширина которого больше толщины диска. Причем с обоих торцов колеса, симметрично ему, со стороны выхода вращающегося колеса из масляной ванны и выше верхнего уровня смазочного материала ванны, расположена пара скребков, ориентированных радиально относительно колеса, с наклоном в сторону ванны. Скребки укреплены неподвижно относительно вращающегося колеса, с примыканием к поверхностям торцов диска, внутренним поверхностям обода, торцевым поверхностям обода и торцевым поверхностям зубчатого венца. Внешние концы скребков перекрывают окружность вершин зубчатого венца. Расстояние от центра колеса до скребков меньше, чем расстояние от этого центра до верхнего уровня смазочного материала ванны. А внутренние концы скребков отогнуты вниз по вертикали.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображены: зубчатое колесо - вид с торца (фиг. 1), то же колесо - вид сбоку в разрезе (фиг. 2), фрагмент зубчатого колеса в разрезе (фиг. 3).

На чертежах показаны: ступица 1, тело 2, обод 3, зубчатый венец 4, жидкий смазочный материал 5, масляная ванна 6, внутренние поверхности 7 обода (3), торцевые поверхности 8 тела (2), торцевые поверхности 9 зубьев зубчатого венца (4), скребки 10, держатели 11; ширина В зубчатого венца 4 (и обода 3); толщина С тела (диска) 2; внутренний радиус R_o обода 3; расстояние Н от центра колеса до верхнего уровня ВУ смазочного материала 5; радиус R_y окружности, описываемой при вращении колеса точками соприкосновения поверхностей 8 тела (диска) 2 с верхним уровнем ВУ смазочного материала 5; величина a₁ перекрытия скребками 10 окружности вершин зубчатого венца 4; величина а₂ перекрытия скребками 10 окружности радиусом R_y; величина а₃ отогнутой части внутренних концов скребков 10; направление вращения ω колеса.

Зубчатое колесо содержит ступицу 1, тело 2 в виде диска толщиной С, обод 3 с внутренним радиусом R_o и зубчатый венец 4 шириной В, большей, чем толщина С тела 2. Зубчатое колесо смазывается жидким смазочным материалом 5 из масляной ванны 6 методом погружения. Между центром колеса и верхним уровнем ВУ смазочного материала ванны - расстояние Н. При этом в смазочный материал оказываются погруженными зубчатый венец 4, обод 3, включая его внутренние поверхности 7 и часть торцевых поверхностей 8 диска 2. При вращении (ω) колеса точки соприкосновения поверхностей 8 с верхним уровнем ВУ смазочного материала 5 описывают окружность радиусом R_y, равным величине Н. С обоих торцов колеса, симметрично ему, со стороны выхода вращающегося колеса из масляной ванны и выше верхнего уровня ВУ смазочного материала ванны, расположена пара скребков 10, ориентированных радиально относительно колеса, с наклоном в сторону ванны своими внешними концами. Скребки 10 выполнены из маслобензостойкой резины и укреплены в жестких держателях 11, которые укреплены неподвижно относительно вращающегося колеса (на корпусе ванны 6 или корпусе передачи) - не показано. Скребки 10 примыкают к поверхностям 8 торцов диска 2, внутренним поверхностям 7 обода 3, торцевым поверхностям обода 3 и торцевым поверхностям 9 зубчатого венца 4. Внешние концы скребков перекрывают окружность вершин зубчатого венца 4 на величину a₁. Расстояние от центра колеса до скребков меньше расстояния Н от этого центра до верхнего уровня ВУ смазочного материала 5 ванны 6 (определяющего величину радиуса R_y и равного ему по величине); при этом внутренние концы скребков 10 перекрывают окружность радиусом R_y в сторону центра колеса на величину а₂. Внутренние концы скребков 10 (с держателями 11) отогнуты вниз по вертикали на величину а₃.

При работе зубчатого колеса со смазыванием его жидким смазочным материалом методом погружения скребки 10 позволяют удалять излишне захваченный при вращении (ω) колеса смазочный материал 5 - с внутренних поверхностей 7 обода 3, торцевых поверхностей обода 3 и торцевых поверхностей 8 диска 2, возвращая этот смазочный материал обратно в ванну. Отогнутые внутренние концы скребков (на величину а₃) не позволяют этому смазочному материалу (при достаточно больших скоростях вращения ω колеса) перемещаться вдоль прямых участков скребков по направлению к центру колеса. Участки скребков 10, прилегающие к торцам 9 зубчатого венца 4, снимают с торцов зубьев захваченный ими смазочный материал и направляют его во впадины зубчатого венца и на боковые поверхности зубьев, нуждающихся в смазывании, что позволяет дополнять количество смазочного материала на этих боковых поверхностях (и восполнять смазочный материал, потерянный этими поверхностями в процессе поворота колеса при перемещении зубьев из ванны до скребков, когда поверхности зубьев ориентированы близко к вертикали, что способствует стеканию смазочного материала с этих поверхностей).

По сравнению с прототипом предлагаемая конструкция зубчатого колеса свободна от недостатков, присущих прототипу, что повышает качество смазывания зубчатого колеса.

Зубчатое колесо, преимущественно цилиндрическое, смазываемое жидким смазочным материалом методом погружения его в масляную ванну, содержащее ступицу, тело в виде диска, обод и зубчатый венец, ширина которого больше толщины диска, отличающееся тем, что с обоих торцов зубчатого колеса, симметрично ему, со стороны выхода вращающегося зубчатого колеса из масляной ванны и выше верхнего уровня жидкого смазочного материала масляной ванны, расположена пара скребков, ориентированных радиально относительно зубчатого колеса, с наклоном в сторону масляной ванны, скребки укреплены неподвижно относительно вращающегося зубчатого колеса, с примыканием к поверхностям торцов диска, внутренним поверхностям обода, торцевым поверхностям обода и торцевым поверхностям зубчатого венца, внешние концы скребков перекрывают окружность вершин зубчатого венца, расстояние от центра зубчатого колеса до скребков меньше, чем расстояние от центра зубчатого колеса до верхнего уровня смазочного материала масляной ванны, а внутренние концы скребков отогнуты вниз по вертикали.