ЗУБЧАТОЕ КОЛЕСО
GEAR WHEEL

Изобретение относится к машиностроению, в частности - к деталям машин, и может быть использовано в тяжело нагруженных зубчатых передачах, подверженных ударным нагрузкам.
Известно зубчатое колесо, содержащее тело и зубчатый венец с зубьями - см., например, «Общетехнический справочник / Под ред. Е.А. Скороходова - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1982. - 415 с., ил. (Серия справочников для рабочих)», стр. 287, рис. 18, a.
Недостаток данной конструкции зубчатого колеса состоит в том, что зубья колеса, особенно тяжело нагруженного, подвержены изгибающим нагрузкам, способным привести к излому зубьев.
В качестве прототипа взята конструкция зубчатого колеса, содержащего тело, зубчатый венец с зубьями и пару плоских цилиндрических кольцевых накладок, укрепленных на торцах зубьев, с примыканием к их вершинам - см. А.С. СССР №1578406, кл. F16H 55/12, опубл. 15.07.90 г., Бюл. №26. Накладки, связывающие зубья колеса между собой, повышают их взаимную жесткость и изгибающую прочность.
Недостаток прототипа состоит в том, что кольцевые накладки, связывающие между собой зубья колеса и повышающие их взаимную жесткость, имеют форму наружных и внутренних профилей в форме окружностей с одинаковыми радиусами и одинаковой кривизной по всей окружности колеса, эквидистантных по отношению к окружности колеса. В случае воздействия на зубья колеса ударных нагрузок выполнение кольцевых накладок подобной формы будет задавать зубьям колеса излишнюю жесткость, что будет приводить к ударам на колесо в целом, что, в свою очередь, будет приводить к ударам на вал, на котором установлено колесо, и механизм, с которым этот вал связан.
Изобретением решается задача обеспечения демпфирования ударных нагрузок, воздействующих на зубья колеса в процессе его работы.
Для этого зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с зубьями и пару плоских кольцевых накладок, укрепленных на торцах зубьев; причем участки накладок, прилегающие к торцам зубьев и укрепленные на них, смещены радиально относительно вершин зубьев в сторону центра колеса; участки накладок, расположенные между соседними зубьями, имеют кривизну внешнего профиля большую, чем кривизна окружности, в которую вписываются внешние стороны участков накладок, укрепленных на торцах зубьев; а кривизна внутреннего профиля участков накладок, расположенных между соседними зубьями, эквидистантна кривизне их внешнего профиля.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображены: фрагмент зубчатого колеса - вид с торца (фиг. 1) и сечение фрагмента колеса - вид сбоку (фиг. 2).
а
1
2
3
На чертеже показаны: тело 1, зубчатый венец с зубьями 2, кольцевые накладки 3 и 4, окружность 5 вершин зубчатого венца, окружность 6 оснований зубчатого венца, высота h зубьев, ширина  кольцевых накладок, радиусы R и R изогнутых участков накладок, расстояние  от вершин зубьев (2) до накладок (3, 4), расстояние c от накладок до оснований зубьев, радиус R окружности вписывания внешних сторон накладок на торцах зубьев.
а
1
3
3
1
Зубчатое колесо содержит тело 1, зубчатый венец с зубьями 2 высотой h и пару плоских кольцевых накладок 3 и 4 шириной , укрепленных на торцах зубьев. Участки накладок, прилегающие к торцам зубьев и укрепленные на них, смещены радиально относительно окружности вершин 5 зубьев в сторону центра колеса - на величину . Участки накладок, расположенные между соседними зубьями, имеют кривизну (радиусом R) внешнего профиля большую, чем кривизна окружности, в которую вписываются внешние стороны участков накладок, укрепленных на торцах зубьев (радиусом R), а кривизна (радиусом R) внутреннего профиля накладок, расположенных между зубьями, эквидистантна кривизне (R) их внешнего профиля.
При работе колеса в передаче, в режиме его нагружения, кольцевые накладки 3 и 4, связывающие между собой зубья 2 зубчатого венца, повышают их взаимную жесткость и изгибную прочность. Выполнение участков накладок, расположенных между соседними зубьями и имеющие увеличенную кривизну, позволяет демпфировать ударные нагрузки, воздействующие на зубья и зубчатое колесо в целом. А выполнение смещения накладок относительно вершин зубьев (на участках их крепления на торцах этих зубьев) - на величину  - позволяет дополнительно демпфировать ударные нагрузки, действующие на зубья (за счет освобождения участков головок зубьев - на участках размером  - от жесткой их связи между собой накладками).
По сравнению с прототипом, предлагаемая конструкция зубчатого колеса позволяет осуществлять демпфирование ударных нагрузок, действующих на колесо в процессе его работы. Это повышает надежность работы зубчатого колеса и плавность его работы.