ЗУБЧАТОЕ КОЛЕСО
GEAR WHEEL

Изобретение относится к машиностроению, а именно к деталям машин, и может быть использовано в зубчатых колесах, зубья которых подвержены ударным нагружениям в одном направлении вращения колеса.
Известно зубчатое колесо, содержащее тело и зубчатый венец с зубьями (см., например, Иосилевич Г.Б. и др. Прикладная механика: Для студентов втузов / Г.Б. Иосилевич, П.А. Лебедев, В.С. Стреляев. - М.: Машиностроение, 1985. - 576 с. с ил., стр.315).
Недостаток данного зубчатого колеса состоит в том, что при ударных нагрузках на его зубья, зубья подвержены деформациям и разрушениям.
В качестве прототипа взята конструкция зубчатого колеса, содержащего тело и зубчатый венец с зубьями (см. Гузенков П.Г. Детали машин: Учеб. Для вузов. - 4-е изд., испр. М.: Высш. шк., 1986. - 359 с.: ил., стр.154).
Недостаток данной конструкции зубчатого колеса состоит в том, что при ударных нагрузках, испытываемых зубьями колеса при его работе, зубья подвержены пластическим деформациям и существует опасность их излома. При этом самое опасное место с точки зрения рассмотрения ударных нагрузок - вершины зубьев. При этом часто при работе зубчатых колес их зубья испытывают ударные нагрузки только при вращении колеса в какую-нибудь одну сторону - приводы компрессоров, прессов и т.п.
Изобретением решается задача повышения ударной прочности зубьев зубчатых колес.
Это достигается тем, что зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с зубьями и пару кольцевых накладок, укрепленных на теле колеса и перекрывающих торцы зубьев, причем зубчатый венец выполнен из отдельных не связанных друг с другом зубьев; каждый зуб установлен на оси, укрепленной между накладками, с возможностью поворота на ней в плоскости вращения колеса; между основанием зуба и телом колеса выполнен зазор; основание зуба снабжено выступом прямоугольного сечения, углубленным в тело колеса; в теле выполнено ответное углубление с обеспечением перемещения в нем выступа при повороте зуба; плоскость выступа, расположенная противоположно относительно боковой поверхности зуба, подверженной ударному нагружению, прилегает к ответной плоскости углубления; а между противоположной плоскостью выступа и ответной плоскостью углубления расположен упругий элемент.
Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображены: фрагмент зубчатого колеса - вид со стороны вершин зубьев (фиг.1), фрагменты сечения колеса (фиг.2, 3).
1
2
На чертежах показаны: тело 1 колеса, наружная окружность 2 тела колеса, кольцевые накладки 3 и 4 с внутренней окружностью 5 и наружной окружностью 6; ось 7; крепления 8 и оси между кольцевыми накладками; зуб 9; основание 10 зуба; зазор 11 между основанием зуба и телом колеса (размером h); выступ 12 основания зуба; основание 13 выступа; основание 14 впадины; зазор h между основанием выступа и основанием впадины; рабочие плоскости 15 и 16 выступа; плоскости 17 и 18 впадины; упругий элемент 19.
н
уд
н1
н2
уд
3
4
5
Работает данное зубчатое колесо следующим образом. При действии на зубья колеса номинальных (Р) нагрузок, прилагаемых к любой боковой рабочей стороне зуба (номинальные нагрузки по величине меньше, чем ударные нагрузки Р), зуб под действием упругого элемента находится в обычном положении - его ось симметрии направлена по радиусу колеса. При действии нагрузки Р это положение обеспечивается упором плоскости 15 выступа 12 в плоскость 17 впадины в теле 1 колеса; при действии нагрузки Р - с другой стороны зуба - обычное положение зуба обеспечивается жесткостью упругого элемента 19. При действии на зуб ударной нагрузки Р происходит поворот зуба (на угол α), при этом компенсируется действующий удар от нагрузки. Степень реакции зуба на ударные нагрузки задается подбором жесткости упругого элемента 19, а также подбором параметров размеров h, h, h.
По сравнению с прототипом, предлагаемая конструкция зубчатого колеса позволяет компенсировать влияние ударных нагрузок на зубья колеса, тем самым - повысить его ударную прочность и надежность.