ЗУБЧАТОЕ КОЛЕСО
GEAR WHEEL

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к деталям машин, и может быть использовано в зубчатых передачах с колесами большого диаметра.
Зубчатое колесо содержит ступицу, тело в виде спиц, обод и зубчатый венец - см., например, Иосилевич Г.Б. 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 зубчатого колеса состоит в том, что его тело, состоящее из совокупности спиц, имеет довольно сложную поверхность, особенно при двух рядах спиц, усиленных ребрами жесткости, расположенными на наружной поверхности ступицы и внутренней поверхности обода, соединяющими концы спиц между собой. Сами могут иметь вогнутые поверхности - например, при поперечных сечениях спиц в виде двутавра. При двух рядах спиц ребра жесткости, совместно с поверхностями ступицы и обода, расположенными между этими ребрами, также образуют вогнутые поверхности. Такие сложные поверхности, особенно вогнутые, являются аккумуляторами различных загрязнений, поступающих на эти поверхности из окружающей среды. Аккумуляция усиливается при смазывании зубчатого колеса, когда применяемый смазочный материал неизбежно попадает на поверхности тела колеса, особенно при смазывании колеса жидкими смазочными материалами (методом погружения, полива и т.п.). Кроме того, наличие зазоров между спицами может способствовать попаданию в эти зазоры посторонних предметов, которые, при вращении колеса, могут способствовать заклиниванию этого колеса и выходу передачи из строя. Также наличие таких зазоров весьма травмоопасно для персонала, обслуживающего передачи с такими колесами. Кроме того, при работе колеса со смазыванием его жидким смазочным материалом - особенно при смазывании методом погружения (а также и при других способах смазывания, например поливом) - этот смазочный материал захватывается вогнутой внутренней поверхностью обода и, при вращении колеса, бесцельно перемещается этой поверхностью по направлению вращения колеса.
В качестве прототипа взята конструкция зубчатого колеса, содержащего ступицу, тело в виде спиц, обод и зубчатый венец - см. Анурьев В. И. Справочник конструктора-машиностроителя. В 3-х т. Т. 2. - 6-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1982. - 584 с., ил., стр. 309, рис. 22.
Недостатки прототипа - те же, что и у аналога.
Изобретением решается задача повышения эксплуатационных характеристик зубчатого колеса.
Для этого зубчатый венец содержит ступицу, тело в виде спиц, обод, зубчатый венец. Причем с обоих торцов колеса на наружной поверхности ступицы и внутренней поверхности обода укреплена пара плоских кольцевых накладок с внутренними радиусами, равными наружному радиусу ступицы, и наружными радиусами, равными внутреннему радиусу обода, плоскости вращения наружных поверхностей накладок совпадают с плоскостями вращения торцов обода, а внутренние и наружные периметры накладок снабжены кольцеобразными полками, обращенными к центру колеса и прилегающими к вышеуказанным поверхностям ступицы и обода с креплением на них.
Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображены: зубчатое колесо - вид с торца с местным разрезом - фиг. 1; то же, вид сбоку в разрезе - фиг. 2; поперечное сечение спицы - фиг 3.
ст
ст
об
На чертежах показаны: ступица 1, тело в виде спиц 2, обод 3, зубчатый венец 4, полки 5 двутаврообразных спиц 2, стенки 6 этих спиц, ребра жесткости на наружной поверхности ступицы и внутренней поверхности обода - 7 и 8, кольцевые накладки 9 и 10; ширина L ступицы; ширина В зубчатого венца; наружный радиус R ступицы; внутренний радиус R обода.
ст
ст
ст
об
Зубчатое колесо содержит ступицу 1 шириной L и наружным радиусом R, тело в виде спиц 2, обод 3 и зубчатый венец 4. Спицы 2 в своем поперечном сечении имеют вид двутавра с полками 5, ориентированными в плоскости вращения колеса, и стенками 6 между ними. По наружной поверхности ступицы 1 и внутренней поверхности обода 3 расположены ребра жесткости - 7 и 8, связывающие между собой концы спиц 2 по полкам 5 двутавров. С обоих торцов колеса - по наружной поверхности ступицы 1 и внутренней поверхности обода 3 - заподлицо с торцами обода 3 закреплена пара торцевых накладок 9 и 10, выполненных в виде колец; внутренние радиусы колец равны наружному радиусу R ступицы 1, а их наружные радиусы равны внутреннему радиусу R обода 3. Наружные поверхности накладок 9 и 10 расположены в плоскостях вращения поверхностей торцов обода 3. Накладки закреплены на поверхностях ступицы и обода посредством кольцевых полок, которые выполнены по внутреннему и наружному периметру этих накладок.
Наличие кольцевых накладок 9 и 10 позволяет изолировать от внешней среды зону тела колеса, состоящего из совокупности сложных поверхностей, в том числе и вогнутых, образованных элементами поверхностей спиц, ребер жесткости, ступицы и обода. Тем самым - исключить загрязнения этих поверхностей окружающей средой, интенсифицируемые наличием смазочного материала. Кроме того, исключается захватывание жидкого смазочного материала вогнутыми внутренними поверхностями обода, а также повышается травмобезопасность зубчатого колеса и надежность его работы в передаче.
По сравнению с прототипом предлагаемая конструкция зубчатого колеса свободна от недостатков, присущих прототипу. Тем самым повышаются эксплуатационные характеристики зубчатого колеса.