ЗУБЧАТОЕ КОЛЕСО
GEAR WHEEL

Изобретение относится к машиностроению, в частности к деталям машин, и может быть использовано в зубчатых передачах.
Известно зубчатое колесо, содержащее тело и зубчатый венец с зубьями, - см., например: Боков В.Н. Детали машин. М.: Высшая школа, 1960 г., стр. 342, рис. 28.
Недостаток данного зубчатого колеса состоит в том, что зубья его зубчатого венца выполнены цельными, в то время как непосредственно для работы колеса в передаче необходимы только боковые поверхности его зубьев, участвующие в зацеплении с парным зубчатым колесом. А выполнение зубьев цельными приводит к перерасходу материала, идущего на их изготовление. Кроме того, при изнашивании зубьев их ремонт весьма затруднен.
В качестве прототипа взята конструкция зубчатого колеса по патенту на изобретение РФ №2532451, кл. F16Н 55/10, F16Н 55/17, опубл. 10.11.2014 г., Бюл. №31. Сущность его состоит в том, что зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с полыми зубьями, каждый из которых выполнен из пары прямоугольных пластин, изогнутых по профилю боковых поверхностей зуба, расчетного для данного колеса, и пары кольцевых накладок, наружный диаметр которых равен диаметру окружности вершин зубчатого венца, укрепленных на торцах тела, между которыми и по окружности тела укреплены зубья зубчатого венца.
Недостаток прототипа состоит в том, что поверхности пластин, образующих боковые (трущиеся) поверхности зубьев, выполнены гладкими, что не способствует удержанию на них смазочного материала. Это приводит к интенсификации износа этих поверхностей в процессе их трения с боковыми поверхностями зубьев парного зубчатого колеса.
Изобретением решается задача оптимизации конструкции зубчатого колеса и повышения износостойкости его зубьев.
Для этого зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с полыми зубьями, каждый из которых выполнен из пары пластин, изогнутых по профилю боковых поверхностей зуба, расчетного для данного колеса, и пары кольцевых накладок, наружный диаметр которых равен диаметру окружности вершин зубчатого венца, укрепленных на торцах тела, между которыми и по окружности тела укреплены зубья зубчатого венца. Причем пластины, образующие боковые стороны зубьев, по всей своей длине выполнены гофрированными, с круглыми гофрами, параллельные складки которых ориентированы вдоль высоты зубьев, параллельно плоскости вращения колеса.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображены: фрагмент зубчатого колеса с местным разрезом - вид с торца (фиг. 1), разрез фрагмента этого колеса - вид сбоку (фиг. 2); поперечное сечение пластины, образующей боковую сторону зуба (фиг. 3).
На чертеже показаны: тело 1 зубчатого колеса, пластины 2 и 3, боковые поверхности 4 и 5 зубьев, кольцевые накладки 6 и 7, окружность 8 вершин зубчатого венца (наружный периметр кольцевых накладок), внутренний периметр 9 накладок, окружность 10 оснований зубчатого венца, выступы 11 гофр, впадины 12 гофр.
Зубчатое колесо содержит тело 1, зубчатый венец с полыми зубьями, каждый из которых выполнен из пары пластин 2 и 3, изогнутых по профилю боковых поверхностей 4 и 5 зуба, расчетного для данного колеса, и пары кольцевых накладок 6 и 7, укрепленных на торцах тела 1. Наружный диаметр накладок равен диаметру окружности 8 зубчатого венца, диаметр внутреннего периметра 9 накладок меньше диаметра окружности 10 оснований зубчатого венца. Пластины 2 и 3 каждого зуба укреплены между накладками 6, 7 и по окружности тела 1. Пластины 2 и 3, образующие боковые стороны зубьев, выполнены по всей своей длине гофрированными, с круглыми гофрами, параллельные складки которых ориентированы вдоль высоты зубьев параллельно плоскости вращения колеса.
При работе зубчатого колеса со смазыванием смазочный материал попадает во впадины 12 гофр, выполняющие функцию смазочных карманов, откуда происходит подпитывание зоны трения зубьев (боковых поверхностей 4 и 5 зубьев), оптимизирует процесс смазывания зубьев и снижает интенсивность их изнашивания. Выполнение пластин 2 и 3 гофрированными (чередование выступов 11 гофр и их впадин 12) повышает жесткость пластин 2 и 3, препятствуя их деформированию при их нагружении в процессе зацепления с парным зубчатым колесом (у которого профиль боковых поверхностей зубьев выполняется зеркальным по отношению к профилю боковых поверхностей зубьев колеса предлагаемой конструкции).
По сравнению с прототипом предлагаемая конструкция зубчатого колеса имеет большую жесткость зубьев, большую площадь боковых поверхностей зубьев, большую их маслоемкость - все это способствует повышению износостойкости зубьев колеса и долговечности его работы.