ЗУБЧАТОЕ КОЛЕСО
GEAR WHEEL

Изобретение относится к машиностроению, в частности к зубчатым передачам с нереверсивным режимом работы.
Известно зубчатое колесо, состоящее из тела и зубчатого венца - см., например, Иванов М. Н. Детали машин: Учеб. для машиностр.спец. вузов. - 4-е изд., перераб. - М.: Высш. шк., 1984. - 336 с.: ил., стр.96, рис.8.2.
Недостаток данного зубчатого колеса состоит в том, что в случае нереверсивного режима работы зубчатого колеса при его работе задействована только одна из боковых сторон зубьев, вторая их боковая сторона является нерабочей. Поэтому нет необходимости изготавливать часть зуба, прилегающую к нерабочей боковой поверхности из того же материала, что и часть зуба, прилегающую к рабочей поверхности, тем более, что для приготовления зубчатого венца часто используется более дорогой материал, чем для изготовления тела. А также нет необходимости выполнять для нерабочей поверхности те же операции по изготовлению и отделке, как и для рабочей поверхности.
В качестве прототипа взята конструкция зубчатого колеса, состоящего из тела и зубчатого венца с зубьями, которые имеют одинаковые боковые поверхности - рабочие и нерабочие - Гузенков Д. Г. Детали машин: Учеб. для вузов. - 4-е изд., испр. - М.: Высш. шк., 1986. - 359 с.: ил., стр.154, рис.12.1.
Недостатки прототипа - те же, что и у аналога.
Изобретением решается задача оптимизации конструкции зубчатого колеса и снижения издержек на его изготовление.
Для этого зубчатое колесо содержит тело и зубчатый венец с зубьями, имеющими боковую рабочую и боковую нерабочую поверхности, у которых профиль боковой рабочей поверхности идентичен расчетному для данного колеса, а профиль боковой нерабочей поверхности представляет собой плоскость, соединяющую вершину зуба с его основанием, с сохранением переходной галтели, причем для предотвращения заклинивания колеса в передаче при несанкционированном реверсе нерабочая боковая поверхность снабжена накладкой, дополняющей профиль этой поверхности до профиля боковой рабочей поверхности, накладки выполнены из недефицитного материала и жестко сопряжены с поверхностями посредством шлицов, выступы их расположены на накладках, а впадины - на зубьях, причем накладки имеют как минимум по два выступа, один из которых расположен около вершины зуба, а другой - в области его основания.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображен фрагмент зубчатого колеса.
Зубчатое колесо состоит из тела 1; зубчатого венца с зубьями 2, имеющими вершины 3 и основание 4; зуб имеет боковую рабочую поверхность 5 и боковую нерабочую поверхность 6, образованную секущей плоскостью 7; обе боковые поверхности сопряжены с телом посредством переходных галтелей 8 (кривые АВ и ДС); боковая нерабочая поверхность снабжена накладкой 9, дополняющей профиль этой поверхности до профиля боковой рабочей поверхности 10; накладка жестко крепится к нерабочей поверхности, например, посредством склеивания; кроме того, для повышения жесткости крепеж дополнен шлицевыми соединениями 11, выступы расположены на накладке, а впадины - на нерабочей поверхности.
Работает данное зубчатое колесо следующим образом. При номинальном (нереверсивном) режиме работы колеса нагрузка передается (воспринимается) колесом посредством рабочих поверхностей 5 его зубьев. При несанкционированном реверсе, для избежания заклинивания зубьев колес в передаче, зубья колеса контактируют с зубьями сопряженного колеса посредством накладок 9, имеющих профиль, аналогичный профилю рабочей поверхности.
Накладки выполнены из недефицитного материала, например пластмассы. При работе они не подвергаются нагружениям, соизмеримым с нагружением рабочих поверхностей. Для повышения надежности колеса и предотвращения смещения накладок вдоль оси зубьев при реверсе - под действием возникающих нагрузок смещения F - служат шлицы 11, размещение выступов накладок на их краях - зоны В и Е - оптимизирует формы накладок, а именно их сопряжение с нерабочими поверхностями, так как секущая плоскость 7 заостряет эти накладки и затрудняет сопряжение накладок с нерабочими поверхностями.
По сравнению с прототипом данная конструкция зубчатого колеса за счет снижения расхода дефицитных материалов на изготовление зубчатого венца имеет меньшую стоимость, как и более простое в изготовлении, так как нерабочая поверхность зубьев представляет собой нетрудновыполнимую эвольвентную поверхность, а плоскость, которая не требует таких же операций по изготовлению и отделке, как и рабочая поверхность. Тем самым снижаются материальные и временные издержки на изготовление и отделку зубчатого венца и колеса в целом.