ЗУБЧАТОЕ КОЛЕСО
GEAR WHEEL

Изобретение относится к машиностроению, а именно - к деталям машин, и может быть использовано в нереверсивных зубчатых передачах.
Известно зубчатое колесо, состоящее из тела и зубчатого венца с зубьями - см., например, «Иосилевич Г.Б. Прикладная механика: Для студентов втузов / Г.Б. Иосилевич, П.А. Лебедев, В.С. Стреляев. - М.: Машиностроение, 1985. - 576 с., ил.», стр. 315.
Недостаток данного зубчатого колеса состоит в том, что зубья зубчатого колеса имеют одинаковый профиль боковых поверхностей с обеих сторон зубьев, в то время как в нереверсивных зубчатых передачах одна из боковых поверхностей каждого зуба является ненагружаемой при работе колес. Выполнение зубьев полного профиля - с одинаковыми боковыми поверхностями для каждого зуба - приводит к перерасходу материала, идущего на изготовление колес, что нерационально и удорожает стоимость колес.
В качестве прототипа взята конструкция зубчатого колеса, состоящего из тела и зубчатого венца с зубьями, имеющими пару боковых поверхностей, посредством которых оно сопрягается с парным зубчатым колесом зубчатой передачи, причем профили боковых поверхностей выполнены одинаковыми и идентичными расчетному для зубьев данного колеса - см. «Гавриленко В.А. Зубчатые передачи в машиностроении. М.: Машгиз, 1962, 532 стр., с илл.», стр. 115.
Недостатки прототипа - те же, что и у аналога.
Изобретением решается задача оптимизации конструкции зубчатого колеса и снижения издержек на его изготовление.
Это достигается тем, что зубчатое колесо содержит тело и зубчатый венец с зубьями, имеющими боковую рабочую и боковую нерабочую поверхности, причем у каждого зуба профиль боковой рабочей поверхности идентичен расчетному для зуба данного колеса, а профиль боковой нерабочей поверхности выполнен в виде плоскости, проходящей по оси симметрии расчетного зуба; по центру этой плоскости расположен гребень с профилем, идентичным профилю боковой рабочей поверхности; в области каждого торца зуба на этой плоскости расположен гребень в виде прямоугольного треугольника, одна сторона которого расположена на оси симметрии расчетного зуба, а гипотенуза соединяет середину вершины этого зуба с его основанием.
Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображены: сечение фрагмента колеса - вид со стороны на рабочей поверхности его зуба (фиг.1), сечения зуба колеса (фиг.2, 3, 4).
На чертежах показаны: тело 1 колеса; окружность оснований 2 зубьев; ось симметрии 2 зуба; вершина 5 зуба; торцы 6, 7 зуба; боковая рабочая поверхность 8; боковая нерабочая поверхность 9; центральный гребень 10, профиль 11 центрального гребня; торцевые гребни 12, 13; профиль 15 торцевых гребней; галтели 16.
Работает данное зубчатое колесо следующим образом. Рабочие нагрузки передаются и воспринимаются боковыми рабочими поверхностями 8, имеющими профили, идентичные расчетному для данного зуба данного колеса; центральные гребни 10, также имеющие профиль (11), идентичный расчетному для зубьев данного колеса, предотвращают заклинивание сопряженных в передаче колес при их несанкционированном перевороте в обратную сторону (при реверсе), а также могут передавать нагрузки холостого хода, много меньше, чем нагрузки рабочие; торцевые гребни 12 и 13 служат для обеспечения жесткости зубьев колеса.
По сравнению с прототипом предлагаемая конструкция зубчатого колеса позволяет экономить материалы, идущие на изготовление зубчатых венцов колес нереверсивных передач (особенно колес с широкими зубчатыми венцами), при этом обеспечивается требуемая жесткость зубьев колес, предотвращается заклинивание сопряженных колес и обеспечивается возможность реверсивной работы колес при холостом ходе (реверсе).