ЗУБЧАТОЕ КОЛЕСО
GEAR WHEEL

Изобретение относится к машиностроению, в частности к деталям машин, и может быть использовано в зубчатых передачах с крупномодульными зубчатыми колесами большого диаметра с ударным режимом нагружения зубьев разновеликой амплитуды по окружностям колес.
Известна конструкция зубчатого колеса, содержащего тело и зубчатый венец с зубьями - см., например, «Гузенков П.Г. Детали машин: Учеб. для вузов. - 4-е изд., испр. М.: Высш. шк., 1986. - 359 с.: ил.», стр. 178, рис. 12.12, а.
Недостаток данной конструкции зубчатого колеса состоит в том, что зубья колеса, испытывающие нагружения в процессе его работы в передаче, подвержены изгибающим нагрузкам, способным привести к излому зубьев.
В качестве прототипа взята конструкция зубчатого колеса по А.С. СССР №1578406, кл. F16H 55/12, опубл. 15.07.90 г., Бюл. №26. Сущность его состоит в том, что зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с зубьями и пару плоских кольцевых накладок, укрепленных на торцах зубьев. Накладки, связывающие между собой зубья колеса, повышают их взаимную жесткость и изгибную прочность, препятствующие излому зубьев под воздействием испытываемых зубьями колеса нагрузок при его работе в передаче.
Недостаток прототипа состоит в том, что участки накладок между соседними парами зубьев имеют практически прямоугольную форму, воспринимая и передавая нагрузки между зубьями по прямым линиям. А в случае ударного нагружения зубьев такая форма этих участков накладок задает зубьям колеса излишнюю жесткость, что приводит к ударам на колесо в целом, а также на механизмы, связанные кинематически; а воздействие ударных нагрузок на зубья будет приводить к выходу из строя элементов зубчатой передачи и механизмов, с ней связанных. Кроме того, при больших диаметрах зубчатых колес режимы ударного нагружения зубьев по окружности колеса могут быть различными.
Изобретением решается задача обеспечения демпфирования ударных нагрузок, действующих на зубья колеса большого диаметра, при разновеликой амплитуде этих нагрузок по окружности колеса.
Для этого зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с зубьями и пару силовых плоских кольцевых накладок, укрепленных на торцах зубьев, причем участки накладок между соседними парами зубьев выполнены дугообразной формы, изогнутыми в плоскости вращения колеса в направлении от его центра, а величины радиусов кривизны этих участков накладок прямо пропорциональны величинам амплитуд ударного нагружения зубьев.
Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображены: фрагмент зубчатого колеса - вид с торца (фиг. 1), схема распределения режимов ударного нагружения зубьев колеса по его окружности (фиг. 2), принципиальный график зависимости радиусов кривизны участков накладок между соседними парами зубьев от амплитуды их ударного нагружения (фиг. 3).
I
II
III
IV
1
2
3
На чертежах показаны: тело 1 колеса; зубчатый венец с зубьями 2; кольцевые накладки 3 и 4; длина С окружности колеса; участки I, II, III, IV ударного нагружения зубьев с разной амплитудой ударного воздействия - P, P, P, P; радиус R окружности вершин зубчатого колеса; радиус кривизны R внешнего периметра участков накладок между соседними зубьями; радиус R внутреннего периметра участков накладок между соседними зубьями.
1
I
II
III
IV
III
II
IV
I
2
3
Зубчатое колесо содержит тело 1, зубчатый венец с зубьями 2 и пару плоских кольцевых накладок 3 и 4, укрепленных на торцах зубьев. Радиус окружности вершин зубчатого венца - R. По окружности С колеса действуют ударные нагрузки разной амплитуды: на участке I - величиной P, на участке II - P, на участке III - P, на участке IV - P. Соотношение амплитуд нагрузок - P<P<P<P. Участки накладок (3 и 4) между соседними парами зубьев (2) выполнены дугообразной формы, изогнутыми в плоскости вращения колеса в сторону от его центра. Радиусы кривизны наружного профиля накладок - R, а внутреннего профиля - R. Величина этих радиусов кривизны зависит прямо пропорционально от величины амплитуды ударных нагрузок, действующих на зубья на этих участках.
При работе колеса в передаче кольцевые накладки, связывающие между собой зубья колеса, повышают их изгибную прочность и изломостойкость. А выполнение участков накладок между соседними зубьями изогнутой формы позволяет демпфировать ударные нагрузки, действующие на зубья колеса; выполнение этих участков накладок разной кривизны прямо пропорционально зависящей от величины амплитуды ударного нагружения, позволяет осуществлять демпфирование наиболее оптимально.
По сравнению с прототипом предлагаемая конструкция зубчатого колеса за счет выполнения участков накладок между соседними зубьями изогнутой формы позволяет демпфировать ударные нагрузки, действующие на зубья колеса при его работе в передаче, что повышает надежность работы как колеса, так и передачи в целом, а также механизмов, связанных кинематически с колесом.