СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗУБЧАТОГО КОЛЕСА
METHOD OF GEAR WHEEL FABRICATION

Изобретение относится к машиностроению, а именно - к деталям машин, и может быть использовано для изготовления зубчатых колес зубчатых передач механизмов и машин.
Известен способ изготовления зубчатого колеса, включающий изготовление тела и зубчатого венца из цельной заготовки, например методом копирования модульными, дисковыми и торцовыми фрезами - см., например, «Березовский Ю.Н. 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.82».
Недостаток данного способа состоит в том, что процесс изготовления зубьев зубчатого венца весьма трудоемок; кроме того, при этом способе в отходы уходит достаточно много дефицитного материала заготовки.
В качестве прототипа взят способ изготовления составного зубчатого колеса, заключающийся в раздельном изготовлении тела колеса и зубчатого венца с последующей сборкой их в единое зубчатое колесо - см. «Производство зубчатых колес: Справочник / С.Н. Калашников, Л.С. Калашников, Г.И. Коган и др.; Под общ. ред. Б.А. Тайца. - 3-е изд., перераб. и допол. - М.: Машиностроение, 1990. - 464 с.: ил., стр.36».
Недостаток данного способа состоит в том, что наиболее ответственная часть зубчатого колеса - зубчатый венец изготавливается в виде венцового колеса, у которого все зубья связаны между собой в единый зубчатый венец ободом венцового колеса, что повышает материалоемкость зубчатого колеса и снижает его ремонтопригодность, т.к. в процессе эксплуатации колеса его зубья подвержены изнашиванию и изломам, и восстановление зубчатого венца становится при данной конструкции зубчатого колеса затруднительным.
Изобретением решается задача снижения издержек при изготовлении зубчатых колес и повышения их ремонтопригодности.
Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображены: фрагмент изготавливаемого зубчатого колеса - вид с торца колеса (фиг.1) и сечения зубчатого колеса (фиг.2, 3).
На чертежах показаны: тело 1 зубчатого колеса, окружность 2 тела 1 (окружность впадин зубчатого венца изготавливаемого зубчатого колеса), центр 3 тела 1, посадочное отверстие 4 зубчатого колеса на вал, торцы 5 тела, пазы 6, боковые поверхности 7 пазов, основания 8 пазов, зубья 9 зубчатого венца, основания 10 зубьев 9, плоскость симметрии 11 пазов 6 (плоскости симметрии 12 зубьев 9 зубчатого венца), горизонтальное плоское основание 13, литьевая форма 14, выемки 15, пластина 16, перфорация 17 пластины 16, окружность вершин 19 зубчатого венца, расплавленный материал 20, остывший расплав 21.
Реализуется данный способ следующим образом. Изготавливают тело 1 колеса (например, для увеличения прочности - из металла) в виде диска шириной, равной ширине зубчатого венца изготавливаемого зубчатого колеса, и наружной окружностью 2, равновеликой окружности впадин этого зубчатого венца; по центру (3) тела 1 выполняют посадочное отверстие 4 для вала передачи; по окружности 2 тела 1, между его торцами 5, выполняют радиально ориентированные пазы 6 с поперечным сечением в виде равнобокой (7) трапеции с основанием 8, обращенным в сторону центра 3 колеса, и размером вершины (а-b), не большей, чем размер проекции (c-d) основания 10 зуба 9 зубчатого венца изготавливаемого зубчатого колеса на окружность впадин 2 зубчатого венца, причем радиальные плоскости симметрии 11 пазов 6 располагают по плоскостям симметрии 12 зубьев 9 зубчатого венца изготавливаемого зубчатого колеса; тело 1 с выполненными пазами 6 укладывают торцом (5) на горизонтальное плоское основание 13 и фиксируют тело 1 на этом основании; по окружности 2 тела 1, с примыканием к ней без зазора, устанавливают на основании 13 с фиксацией на нем, заранее изготовленную литьевую форму 14, в которой со стороны тела 1 выполнены заранее выемки 15, ответные по отношению к зубьям 9 зубчатого венца изготавливаемого зубчатого колеса, причем высоту формы выполняют равной ширине H зубчатого венца, а плоскости симметрии выемок 15 совмещают с плоскостями симметрии 11 пазов 6 в теле 1; в каждом пазе 6 и совмещенной с ним выемке 15, по осям симметрии 11 паза 6 между торцами 5 тела 1 устанавливают перфорированную (17) пластину 16, выдерживая расстояния h1 и h2 между пластиной и окружностью 2 и пластиной и окружностью вершин 19 зубчатого венца; полости, образованные пазами 6 в теле 1, и выемками 15 в форме 14, заполняют расплавленным материалом (металлом или пластмассой) 20; после заполнения всех полостей и затвердевания расплава (21) получают готовые зубья 9 зубчатого венца; литьевую форму 14 удаляют и снимают изготовленное зубчатое колесо с основания 13. Причем поверхности плоского основания 13 и поверхности заливаемых выемок 15 литьевой формы 14 выполняют термо- и адгезионностойкими по отношению к заливаемому расплаву 20, например - из материала на основе графита.
По сравнению с прототипом, предлагаемый способ изготовления зубчатого колеса позволяет снизить издержки на его изготовление, т.к. зубья зубчатого венца крепятся непосредственно к телу колеса, а изготовления зубьев методом литья ускоряет процесс изготовления колеса в целом; при этом повышается ремонтопригодность зубчатого колеса, т.к. можно произвести замену каждого отдельного зуба зубчатого венца, не затрагивая остальные зубья (путем выплавления материала из пазов тела колеса, установкой нового зуба и закреплением его в теле вышеописанным способом).