ЗУБЧАТОЕ КОЛЕСО
GEAR WHEEL

Изобретение относится к машиностроению, в частности к деталям машин, и может быть использовано в зубчатых передачах.
Известно зубчатое колесо, состоящее из ступицы, тела в виде диска и зубчатого венца с зубьями, нарезанными по внешней окружности тела. - см., например, «Березовский и др. Детали машин: Учебник для машиностроительных техникумов / Ю.Н. Березовский, Д.В. Чернилевский, М.С. Петров; Под ред. Н.А. Бородина. - М.: Машиностроение, 1983. - 384 с., ил.», стр. 60, рис. 4.1, а.
Недостаток данной конструкции зубчатого колеса состоит в том, что зубчатый венец, состоящий из связанных между собой по своим основаниям зубьев, малоремонтопригоден: в случае выхода из строя (поломки) одного или нескольких зубьев зубчатого венца возникает необходимость замены колеса целиком. Кроме того, зубья зубчатого колеса передают и воспринимают нагрузки - при работе с парным колесом в передаче - только рабочими участками своих боковых поверхностей, а участки боковых поверхностей, расположенные между рабочими участками и окружностями впадин зубьев, в работе не участвуют; поэтому выполнение зубьев по их полной, расчетной, высоте - от окружности вершин зубьев до окружности их впадин - приводит к нерациональному расходованию материала, идущего на изготовление зубьев и колеса в целом.
В качестве прототипа взята конструкция зубчатого колеса, содержащего ступицу, тело в виде пары дисков, укрепленных на торцах ступицы и зубчатый венец, составленный из отдельных, не связанных между собой, зубьев, укрепленных своими торцами между дисками, причем зубья выполнены усеченными по своим основаниям с сохранением рабочих участков своих боковых поверхностей - см. патент на изобретение РФ №2544467, кл. F16H 55/12, опубл. 20.03.2015 г., бюл. №8.
Недостаток данной конструкции зубчатого колеса состоит в том, что его зубья выполнены сплошными, что приводит к перерасходу материала, идущего на их изготовление.
Изобретением решается задача оптимизации конструкции зубчатого колеса и снижение издержек на его изготовление, с сохранением их прочностных характеристик.
Для этого зубчатое колесо содержит ступицу, тело в виде пары дисков, укрепленных на торцах ступицы, и зубчатый венец, составленный из отдельных, не связанных между собой зубьев, укрепленных своими торцами между дисками и усеченных по своим основаниям с сохранением обоих рабочих участков обоих своих боковых поверхностей; причем зубья выполнены из отрезков полосы шириной, равной ширине зубчатого венца, и изогнутых по форме зубьев, с образованием своими внешними поверхностями поверхностей, идентичных расчетным для зубьев колеса.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображены: зубчатое колесо (вид с торца) - фиг. 1 и то же колесо (вид сбоку в сечении, условно показаны два зуба зубчатого венца) - фиг. 2.
1
2
На чертеже показаны: ступица 1, тело в виде пары дисков 2 и 3, вершины 4 зубьев, боковые рабочие расчетные (внешние) поверхности 5 зубьев, боковые (внутренние) поверхности 6 зубьев; высота h зубьев, длина l боковых рабочих поверхностей зубьев; радиус R окружности вершин зубчатого венца; радиус R окружности, описываемой нижними сторонами зубьев.
1
Зубчатое колесо содержит ступицу 1, тело в виде пары дисков 2 и 3 с наружным радиусом R, укрепленных на торцах ступицы (1) и зубчатый венец, составленный из отдельных, не связанных между собой зубьев. Зубья высотой h укреплены своими торцами между дисками (2 и 3) и усечены по своим основаниям, с сохранением обоих рабочих участков обоих своих боковых поверхностей (длиной l). Зубья выполнены из отрезков полосы шириной, равной ширине зубчатого венца, и изогнуты по форме зубьев, с образованием своими внешними поверхностями (вершин 4 и боковых поверхностей 5) поверхностей, идентичных расчетным для зубьев колеса.
Работает данное зубчатое колесо следующим образом. Рабочие нагрузки воспринимаются и передаются зубьями колеса - при зацеплении его с парным колесом в передаче - посредством боковых рабочих поверхностей 5 зубьев (с высотой h зубьев и длиной l боковых рабочих поверхностей).
По сравнению с прототипом, предлагаемая конструкция зубчатого колеса имеет меньшую материалоемкость зубьев, что позволяет снизить издержки на их изготовление и изготовление колеса в целом.