ЗУБЧАТОЕ КОЛЕСО
GEAR WHEEL

Изобретение относится к машиностроению, в частности - к деталям машин, и может быть использовано в зубчатых передачах.
Известна конструкция зубчатого колеса, содержащего ступицу, тело в виде пары дисков, укрепленных на торцах ступицы, и зубчатый венец с зубьями, укрепленными своими торцами между дисками - см. патент на изобретение РФ №2544469, кл. F16H 55/12, опубл. 20.03.2015 г., БИ №8.
Недостаток данного зубчатого колеса состоит в том, что зубья зубчатого венца выполнены цельными, что часто приводит к неоправданному перерасходу материала, идущего на их изготовление и неоправданному удорожанию изготовления зубчатых колес в целом.
В качестве прототипа взята конструкция зубчатого колеса по патенту на изобретение РФ №2548446, кл. F16H 55/12, опубл. 20.04.2015 г., БИ №11. Зубчатое колесо содержит ступицу, тело в виде диска и зубчатый венец, выполненный в виде профильного кольца из полосы шириной, равной ширине зубьев, наружный профиль которого соответствует профилю зубчатого венца, а кольцо одним своим торцом укреплено на торце диска.
Недостаток прототипа состоит в том, что наружный профиль профильного кольца, из которого выполнен зубчатый венец колеса, полностью идентичен расчетному профилю зубчатого венца колеса, в то время как зубья колеса воспринимают и передают рабочие нагрузки, при работе колеса в передаче, только рабочими участками своих боковых поверхностей; остальные участки профилей зубьев, расположенные по высоте зубьев между основной окружностью колеса и окружностью впадин зубьев, в контакте с зубьями сопряженного колеса не участвуют; поэтому выполнять профиль кольца полностью идентичным расчетному профилю зубчатого венца колеса нецелесообразно, т.к. это усложняет изготовление зубчатого венца и колеса в целом.
Изобретением решается задача оптимизации конструкции зубчатого колеса и снижение издержек на его изготовление.
Для этого зубчатое колесо содержит ступицу, тело в виде пары дисков, укрепленных на торцах ступицы, и зубчатый венец с зубьями, выполненный в виде профильного кольца из полосы шириной, равной ширине зубьев, и укрепленных своими торцами между внутренними торцами дисков; причем наружный профиль кольца по высоте зубьев от окружности вершин до основной окружности идентичен расчетному профилю зубьев колеса; участки боковых поверхностей зубьев от основной окружности до окружности впадин выполнены в виде отрезков прямых, ориентированных по радиусам колеса, а участки впадин зубьев выполнены в виде отрезков прямых, соединяющих боковые поверхности соседних зубьев.
Сущность изобретения поясняется чертежами, на которыъм изображены: зубчатое колесо (вид с торца) - фиг. 1 и то же колесо (вид сбоку в сечении, условно показаны два зуба зубчатого венца) - фиг. 2.
1
2
3
На чертеже показаны: ступица 1, тело в виде пары дисков 2 и 3, высота h зубьев, радиус R окружности вершин, вершины 4 зубьев, радиус R основной окружности, боковые поверхности 5 зубьев, размер l рабочих участков боковых поверхностей зубьев, радиус R окружности впадин, радиусы 6 колеса, ось 7 симметрии зуба, участки 8 впадин зубчатого венца, внутренние поверхности 9 боковых сторон зубьев.
1
2
3
Зубчатое колесо содержит ступицу 1, тело в виде пары дисков 2 и 3, укрепленных на торцах ступицы (1), и зубчатый венец с зубьями, выполненный в виде профильного кольца из полосы шириной, равной ширине зубьев, и укрепленного своими торцами между внутренними торцами дисков 2 и 3; наружный профиль кольца по высоте h зубьев от окружности (радиусом R) вершин 4 зубьев до основной окружности (радиусом R) зубчатого венца - с рабочими участками боковых поверхностей 5 зубьев длиной l - идентичен расчетному профилю зубьев колеса; участки боковых поверхностей зубьев от основной окружности до окружности впадин (радиусом R) выполнен в виде отрезков прямых, ориентированных по радиусам 6 колеса, а участки впадин 8 зубьев выполнены в виде отрезков прямых, соединяющих боковые поверхности (5) соседних зубьев.
При работе данного зубчатого в паре с сопряженным зубчатым в передаче рабочие нагрузки передаются (и воспринимаются) участками боковых поверхностей (размером l) зубьев - рабочими участками этих поверхностей, которые по своему профилю идентичны расчетным профилям зубьев для данного колеса. Остальные участки профиля зубчатого венца, в зацеплении не участвующие, имеют упрощенный профиль, в изготовлении более простой (т.к. он состоит из прямых участков).
По сравнению с прототипом предлагаемая конструкция зубчатого колеса имеет профиль зубчатого венца, учитывающий участие отдельных его участков в зацеплении с парным колесом в работающей передаче, что позволяет упростить изготовление зубчатого венца, снизить издержки на изготовление его и зубчатого колеса в целом.