RU2600392C1

RU2600392C1 - Gear wheel

Info

Publication number: RU2600392C1
Application number: RU2015136338/11A
Authority: RU
Inventors: Николай Викторович Мендрух
Original assignee: Николай Викторович Мендрух
Priority date: 2015-08-26
Filing date: 2015-08-26
Publication date: 2016-10-20

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: invention relates to machine building and can be used in tooth gears lubricated by plastic lubricants. Gear wheel comprises a body, a toothed rim with teeth and a pair of ring pads with outer diameter equal to the diameter of the circle of the toothed rim vertices and inner diameter that is smaller than diameter of the circle of the base of the teeth. Pads are secured at the body end sections adjacent to the toothed rim and adjoint the teeth ends without attachment to them. On inner surfaces of the pads overlapping recesses of the toothed rim, in the sections of their adjacency to side surfaces of the teeth there are cutouts along the entire length of the said surfaces and equidistant to them. Cutouts in their cross-section have the shape of a rectangle.

EFFECT: provided is higher quality of the gear lubrication.

1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, в частности - к деталям машин, и может быть использовано в зубчатых передачах, смазываемых пластичными смазочными материалами.The invention relates to mechanical engineering, in particular to machine parts, and can be used in gears lubricated with plastic lubricants.

Известно зубчатое колесо, содержащее тело и зубчатый венец с зубьями - см., например, «Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Детали машин. Курсовое проектирование: Учеб. пособие для машинострит. спец. техникумов. - М.: Высш. шк., 1984. - 336 с., ил.», стр. 44, рис. 4.1.A gear wheel is known that contains a body and a ring gear with teeth - see, for example, “Dunaev PF, Lelikov OP Machine parts. Course design: Textbook. allowance for machine-building. specialist. technical schools. - M .: Higher. school, 1984. - 336 p., ill. ”, p. 44, fig. 4.1.

Недостаток данной конструкции зубчатого колеса состоит в том, что при его работе со смазыванием, в частности - пластичным смазочным материалом, этот смазочный материал вытесняется со смазываемых боковых (рабочих) поверхностей зубьев колеса (сопряженными зубьями парного колеса передачи). Вытеснение происходит в сторону торцов колеса - на торцы зубьев и торцы тела. Этот смазочный материал, вытесненный из зоны зацепления зубьев парных колес, исключается из процесса смазывания зубьев, что приводит к усилению их изнашивания. Вытеснение смазочного материала из зоны зацепления приводит к перерасходу смазочного материала, необходимого для смазывания зубьев колеса и на восстановление смазочного слоя на боковых (рабочих) поверхностях зубьев. Вытесненный смазочный материал, попавший на торцы колеса (торцы зубьев и торцы тела), является аккумулятором различных загрязнений из окружающей среды, накапливающихся на этом смазочном материале.The disadvantage of this design of the gear wheel is that when it is operated with lubrication, in particular with a plastic lubricant, this lubricant is displaced from the lubricated lateral (working) surfaces of the gear teeth (the mating teeth of the gear pair). The crowding out occurs towards the ends of the wheel — onto the ends of the teeth and the ends of the body. This lubricant displaced from the gearing zone of the teeth of the pair of wheels is excluded from the process of lubrication of the teeth, which leads to increased wear. The displacement of the lubricant from the engagement zone leads to an overspending of the lubricant needed to lubricate the teeth of the wheel and to restore the lubricant layer on the side (working) surfaces of the teeth. The displaced lubricant that has fallen on the ends of the wheel (the ends of the teeth and the ends of the body) is the accumulator of various environmental contaminants accumulating on this lubricant.

В качестве прототипа взята конструкция зубчатого колеса по АС СССР №1618972, кл. F16Н 57/04, опубл. 07.01.91 г., Бюл. №1. Сущность его состоит в том, что зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с зубьями и пару кольцевых накладок с наружных диаметром, равным диаметру окружности вершин зубчатого венца и внутренним диаметром, меньшим, чем диаметр окружности оснований зубьев, накладки укреплены на участках торцов тела колеса, прилегающих к зубчатому венцу, с зазорами относительно торцов зубьев. Накладки образуют с торцами зубьев полости (зазоры), служащие карманами-накопителями пластичного смазочного материала, откуда он рециркулирует обратно на боковые (рабочие) поверхности зубьев - в силу адгезионных свойств смазочного материала. А наличие зазоров между кольцевыми накладками и торцами зубьев обеспечивает необходимую упругость зубьев под воздействием нагрузок, действующих на зубьев колеса при его работе в передаче.As a prototype, the design of the gear wheel according to the USSR AS No. 1618972, class. F16H 57/04, publ. 01/07/91, bull. No. 1. The essence of it is that the gear contains a body, a gear ring with teeth and a pair of ring plates with an outer diameter equal to the diameter of the circle of the tops of the ring gear and an inner diameter smaller than the diameter of the circle of the tooth bases, the plates are fixed on the parts of the ends of the wheel body, adjacent to the ring gear, with gaps relative to the ends of the teeth. The pads form cavities (gaps) with the ends of the teeth, serving as storage pockets of plastic lubricant, from where it recirculates back to the side (working) surfaces of the teeth - due to the adhesive properties of the lubricant. And the presence of gaps between the annular overlays and the ends of the teeth provides the necessary elasticity of the teeth under the influence of loads acting on the teeth of the wheel during its operation in gear.

Недостаток прототипа состоит в том, что при крупномодульных, утолщенных зубьях колеса рециркуляция смазочного материала обратно на боковые (рабочие) поверхности зубьев затруднена, т.к. этот смазочный материал располагается на торцах зубьев достаточно далеко от боковых поверхностей зубьев, нуждающихся в смазывании. Кроме того, объем смазочных карманов, образуемых торцами зубьев и внутренними поверхностями накладок, должен быть достаточно велик для размещения в нем смазочного материала, а увеличение этих объемов ухудшает рециркуляцию смазочного материала, т.к. при этом увеличивается расстояние между поверхностями накладок и торцами зубьев.The disadvantage of the prototype is that with large-modular, thickened teeth of the wheel, the recirculation of lubricant back to the side (working) surfaces of the teeth is difficult, because this lubricant is located at the ends of the teeth far enough from the side surfaces of the teeth in need of lubrication. In addition, the volume of lubricant pockets formed by the ends of the teeth and the inner surfaces of the linings must be large enough to accommodate the lubricant, and an increase in these volumes impairs the circulation of the lubricant, because this increases the distance between the surfaces of the pads and the ends of the teeth.

Изобретением решается задача повышения качества смазывания зубьев колеса.The invention solves the problem of improving the quality of lubrication of the teeth of the wheel.

Для этого зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с зубьями и пару кольцевых накладок с наружным диаметром, равным диаметру окружности вершин зубчатого венца и внутренним диаметром, меньшим диаметра окружности оснований зубьев, и укрепленных на участках торцов тела колеса, прилегающих к зубчатому венцу, с примыканием к торцам зубьев, без крепления к ним. Во внутренних поверхностях участков накладок, перекрывающих впадины зубчатого венца, на участках их примыкания к боковым поверхностям зубьев, выполнены вырезы, расположенные вдоль всей длины этих поверхностей и эквидистантные им; эти вырезы в своем поперечном сечении имеют вид прямоугольника.To this end, the gear wheel contains a body, a gear ring with teeth and a pair of annular linings with an outer diameter equal to the diameter of the circumference of the tops of the gear ring and an inner diameter smaller than the diameter of the circumference of the tooth bases, and attached to the parts of the ends of the wheel body adjacent to the gear ring, with an abutment to the ends of the teeth, without attachment to them. Cutouts located along the entire length of these surfaces and equidistant to them are made on the inner surfaces of the sections of the overlays overlapping the depressions of the gear rim, at the sites of their abutment to the lateral surfaces of the teeth; these cutouts in their cross section are in the form of a rectangle.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображены: фрагмент зубчатого колеса с местным разрезом - вид с торца (фиг. 1), тот же фрагмент - вид сбоку (фиг. 2), разрез того же фрагмента - вид сбоку (фиг. 3).The invention is illustrated by the drawing, which shows: a fragment of a gear wheel with a local cut - end view (Fig. 1), the same fragment is a side view (Fig. 2), a section of the same fragment is a side view (Fig. 3).

На чертеже показаны: тело 1 зубчатого колеса; зубчатый венец с зубьями 2; кольцевые накладки 3 и 4; боковые поверхности 5 зубьев; вырезы 6; диаметр Д_в окружности вершин зубчатого венца; диаметр Д_о окружности оснований зубьев; внутренний диаметр Д_вн кольцевых накладок (3 и 4), ширина а накладок; толщина в накладок; ширина c вырезов, глубина d вырезов.The drawing shows: the body 1 of the gear; ring gear with teeth 2; ring linings 3 and 4; side surfaces of 5 teeth; cutouts 6; diameter D _{in the} circumference of the tops of the ring gear; diameter D _{about the} circumference of the base of the teeth; inner diameter D _ext annular pads (3 and 4), the width and linings; thickness in overlays; width c of cuts, depth d of cuts.

Зубчатое колесо содержит тело 1, зубчатый венец с зубьями 2 и пару кольцевых накладок 3 и 4 шириной а и толщиной в, имеющих наружный диаметр, равный диаметру Д_в окружности вершин зубчатого венца, и внутренний диаметр Д_вн, меньший, чем диаметр До окружности оснований зубьев. Накладки (3 и 4) укреплены на участках торцов тела 1, прилегающих к зубчатому венцу (например, методом наклеивания, т.к. накладки не подвержены силовым нагрузкам), и примыкают к торцам зубьев (2), без крепления к ним. Во внутренних поверхностях участков накладок (3 и 4), перекрывающих впадины зубчатого венца, на участках их примыкания к боковым поверхностям 5 зубьев, выполнены вырезы 6 шириной c и глубиной d, расположенные вдоль всей длины этих поверхностей и эквидистантные им. Вырезы (6) в своем поперечном сечении имеют вид прямоугольника (со сторонами c и d).The gear wheel comprises a body 1, the ring gear with teeth 2 and a pair of annular pads 3 and 4 a width a and a thickness having an outer diameter equal to D _{in the} circumferential vertices toothing and an inner diameter D _ext smaller than the diameter of the Prior base circle the teeth. The pads (3 and 4) are fixed on the parts of the ends of the body 1 adjacent to the ring gear (for example, by gluing, since the pads are not subject to power loads), and are adjacent to the ends of the teeth (2), without attachment to them. Cutouts 6 of width c and depth d, located along the entire length of these surfaces and equidistant to them, are made in the inner surfaces of the parts of the pads (3 and 4) that overlap the dents of the ring gear, in the areas of their abutment to the lateral surfaces of the 5 teeth. The cutouts (6) in their cross section are in the form of a rectangle (with sides c and d).

При работе колеса в передаче со смазыванием пластичным смазочным материалом, вытесняемым с боковых (рабочих) поверхностей зубьев, который накапливается в вырезах 6, расположенных вдоль этих поверхностей, откуда этот материал рециркулирует обратно на боковые поверхности зубьев, в силу адгезионных свойств смазочного материала. Накладки примыкают к торцам зубьев (практически зазор между ними отсутствует), поэтому смазочный материал в зоны между внутренними поверхностями накладок и торцами зубьев не попадает и не накапливается в них, что снижает потребное количество смазочного материала для зубчатого колеса (его зубьев). Отсутствие крепления накладок на зубьях позволяет осуществляться микроизгибам зубьев при воздействиях на них ударных нагрузок (в этом случае наличие микрозазоров между накладками и торцами зубьев - вследствие отсутствия скрепления накладок и торцов зубьев между собой - позволяет некоторому, незначительному количеству смазочного материала попадать в эти микрозазоры и, осуществляя смазывание поверхностей накладок и торцов зубьев, уменьшать трение между ними, что способствует осуществлению микроизгибов зубьев при ударных нагрузках на них).When the wheel is in gear with lubrication with a plastic lubricant displaced from the side (working) surfaces of the teeth, which accumulates in cutouts 6 located along these surfaces, from where this material recirculates back to the side surfaces of the teeth, due to the adhesive properties of the lubricant. The linings are adjacent to the ends of the teeth (there is practically no gap between them), therefore, the lubricant does not fall into the areas between the inner surfaces of the linings and the ends of the teeth and does not accumulate in them, which reduces the amount of lubricant needed for the gear wheel (its teeth). The absence of attachment of the pads on the teeth allows microbending of the teeth when impact loads are applied to them (in this case, the presence of micro-gaps between the pads and the ends of the teeth - due to the lack of bonding of the pads and the ends of the teeth to each other - allows some, small amount of lubricant to get into these micro-gaps and, by lubricating the surfaces of the pads and the ends of the teeth, reduce friction between them, which contributes to the implementation of microbending of the teeth under shock loads them).

По сравнению с прототипом, предлагаемая конструкция зубчатого колеса позволяет осуществлять накапливание вытесняемого с боковых поверхностей зубьев - при работе колеса - пластичного смазочного материала непосредственно вблизи трущихся поверхностей зубьев (их боковых поверхностей), что облегчает рециркуляцию смазочного материала на эти поверхности. Предотвращается излишнее расходование смазочного материала и повышается качество смазывания зубьев колеса.Compared with the prototype, the proposed design of the gear wheel allows the accumulation of plastic lubricant displaced from the side surfaces of the teeth — during operation of the wheel — directly near the rubbing surfaces of the teeth (their side surfaces), which facilitates the circulation of the lubricant on these surfaces. Excessive consumption of lubricant is prevented and the lubrication quality of the teeth of the wheel is improved.

Claims

Зубчатое колесо, преимущественно крупномодульное, смазываемое пластичным смазочным материалом, содержащее тело, зубчатый венец с зубьями и пару кольцевых накладок с наружным диаметром, равным диаметру окружности вершин зубчатого венца и внутренним диаметром, меньшим, чем диаметр окружности оснований зубьев, и укрепленных на участках торцов тела, прилегающих к зубчатому венцу, с примыканием к торцам зубьев без крепления к ним, отличающееся тем, что на внутренних поверхностях участков кольцевых накладок, перекрывающих впадины зубчатого венца, на участках их примыкания к боковым поверхностям зубьев выполнены вырезы, расположенные вдоль всей длины этих поверхностей и эквидистантные им, а эти вырезы в своем поперечном сечении имеют вид прямоугольника. A gear wheel, mainly coarse-grained, lubricated with a plastic lubricant, containing a body, a gear rim with teeth and a pair of ring overlays with an outer diameter equal to the diameter of the circumference of the tops of the gear rim and an inner diameter smaller than the diameter of the circumference of the base of the teeth and fixed at the ends of the body adjacent to the gear rim, adjacent to the ends of the teeth without fastening to them, characterized in that on the inner surfaces of the sections of the annular overlays overlapping the dents crown, in the areas of their adjacency to the lateral surfaces of the teeth, cuts are made located along the entire length of these surfaces and equidistant to them, and these cuts in their cross section have the form of a rectangle.