ЗУБЧАТОЕ КОЛЕСО
GEAR WHEEL

Изобретение относится к машиностроению, в частности - к деталям машин, и может быть использовано в зубчатых передачах с цилиндрическими зубчатыми колесами, имеющими непрямые зубья.
Известно зубчатое колесо, содержащее ступицу, тело в виде диска, венцовое колесо и зубчатый венец с косыми зубьями - см., например, «Иванов M.Н. Детали машин: Учеб. для машиностр. спец. вузов. - 4-е изд., перераб. - М.: Высш. шк., 1984. - 336 с, ил.», стр. 124, рис. 8.23, рис. а.
Недостаток данного зубчатого колеса состоит в том, что в зубчатом венце, при косых зубьях его зубчатого венца, при зацеплении данного колеса с парным колесом передачи, возникают осевые силы, действующие на зубчатый венец и колесо в целом, стремящиеся сместить зубчатое колесо вдоль вала (оси), на котором установлено это колесо; эти силы стремятся перекосить колесо поперек плоскости его вращения.
В качестве прототипа взята конструкция зубчатого колеса, состоящего из ступицы, тела в виде диска, венцового колеса и зубчатого венца с косыми зубьями - см. «Общетехнический справочник / Под ред. Е.А. Скороходова - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1982. - 415 с, ил. (Серия справочников для рабочих)», стр. 287, рис. 18, б.
Недостатки прототипа те же, что и у аналога.
Изобретением решается задача повышения прочности зубчатого колеса и снижения издержек на его изготовление.
Для этого зубчатое колесо содержит ступицу, тело в виде диска, венцовое колесо и зубчатый венец с непрямыми зубьями; причем со стороны торца зубчатого колеса, к которому направлена осевая сила, действующая на зубчатый венец при зацеплении вращающегося зубчатого колеса с парным колесом работающей под нагрузкой передачи, расположена, как минимум, пара упорных роликов, примыкающих своими поверхностями катания к этому торцу венцового колеса, установленных с возможностью своего свободного вращения на осях, расположенных радиально и неподвижно относительно вращающегося зубчатого колеса; ролики разнесены относительно друг друга в плоскости вращения колеса, симметрично относительно линии центров парных колес передачи; а угол между осью вращения каждого ролика и линией центров колес передачи не меньше, чем угол зацепления этих колес.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображены: зубчатое колесо, сопряженное с парным колесом передачи (вид с торца) - фиг. 1, то же (вид сбоку, в разрезе) - фиг. 2.
o
На чертеже показаны: зубчатое колесо 1, ступица 2, тело (диск) 3, венцовое колесо 4, зубчатый венец 5, парное зубчатое колесо 6, упорные ролики 7, оси 8, линия центров 9 зубчатых колес передачи, оси вращения 10 роликов (7); угол α зацепления колес передачи; ширина L зоны зацепления парных зубчатых колес; осевая сила F.
o
o
Зубчатое колесо 1 состоит из ступицы 2, тела в виде диска 3, венцового колеса 4 и зубчатого венца 5 с непрямыми (например - косыми) зубьями. Это колесо находится в зацеплении с парным зубчатым колесом 6 передачи. Со стороны торца зубчатого колеса 1, в сторону которого направлена осевая сила F, возникающая при работе парных зубчатых колес (1 и 6) передачи в режиме ее нагружения, действующая на зубья зубчатого венца 5 колеса и стремящаяся сместить зубчатое колесо 1 в сторону действия этой силы (F), расположена, как минимум, пара упорных роликов 7. Эти ролики примыкают своими поверхностями катания к торцу венцового колеса 4 и установлены с возможностью своего свободного вращения на осях 8, расположенных радиально относительно колеса (1) и неподвижно относительно этого вращающегося колеса, для чего оси установлены в опорах, укрепленных на корпусе передачи (не показано). Ролики 7 разнесены  относительно друг друга в плоскости вращения колеса 1, симметрично относительно линии центров 9 колес (1 и 6) передачи. А угол между осью вращения 10 каждого ролика и линией центров 9 не меньше, чем угол зацепления α этих колес; при этом расстояние между роликами 7 соизмеримо с величиной ширины L зоны зацепления парных зубчатых колес (1 и 6).
o
При работе зубчатого колеса в режиме нагружения с парным зубчатым колесом 6 в зубчатом венце 5 возникает осевая сила F, направленная в сторону одного из торцов колеса (1), которая стремится сместить это колесо вдоль вала, на котором колесо установлено. Наличие упорных роликов 7, установленных с примыканием к этому торцу колеса (к торцу его венцового колеса 4), позволяет нейтрализовать воздействие этой силы на колесо. А установка с этого торца пары роликов, охватывающих зону зацепления (L) парных колес (1 и 6), позволяет исключить рыскание колеса 1 относительно линии центров 9 (количество роликов 7 может быть больше, чем пара).
По сравнению с прототипом предлагаемая конструкция зубчатого колеса с непрямыми зубьями (например - с зубьями косыми) позволяет нейтрализовать воздействие на колесо осевой силы, возникающей при работе колеса в режиме нагружения в передаче; тем самым - повысить его жесткость по отношению к валу, на котором это колесо установлено. Кроме того, в этом случае можно уменьшить размеры ступицы (ее толщину и длину), а также - уменьшить толщину тела (диска) колеса. Это позволяет повысить прочность колеса и снизить издержки на его изготовление.