ЗУБЧАТОЕ КОЛЕСО
GEAR WHEEL

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в реверсивных зубчатых передачах с неодинаковыми величинами передаваемого вращательного момента при прямом и обратном вращениях.
Известно зубчатое колесо, состоящее из зубчатого венца с зубьями, имеющими боковые рабочие поверхности одинаковой ширины с обеих сторон зубьев, посредством которых колесо сопрягается в передаче с другим колесом (см., например, «Березовский Ю.Н. и др. Детали машин: Учебник для машиностроительных техникумов /Ю.Н.Березовский, Д.В.Чернилевский, М.С.Петров; Под ред. Н.А.Бородина. - М: Машиностроение, 1983. - 384 с., ил.», стр.74, рис.4.13).
Недостаток данного зубчатого колеса состоит в том, что при неодинаковых величинах передаваемого вращательного момента в прямом и обратном (реверсе) вращениях колеса, нагружение его зубьев также неодинаково, т.е. нагрузки, приходящиеся на единицу площади каждой из боковых поверхностей, также неодинаковы, тем самым нет необходимости выполнять площадь менее нагруженной боковой поверхности такой же, как у более нагруженной. А выполнение обоих боковых поверхностей одинаковой площади приводит к нерациональному расходованию материалов, используемых для изготовления зубьев, требует большего времени на их изготовление и обработку, что экономически нецелесообразно.
В качестве прототипа взята конструкция зубчатого колеса, включающего тело и зубчатый венец с зубьями, имеющими боковые рабочие поверхности одинаковой ширины с обеих сторон зубьев - см. «Общетехнический справочник /Е.А.Скороходов, В.П.Законников, А.Б.Пакнис и др.; Под общ. ред. Е.А.Скороходова. - 4-е изд., испр. - М.: Машиностроение, 1990. - 496 с: ил. - (Серия справочников для рабочих)» стр.336, рис.15.
Недостатки прототипа - те же, что и у аналога.
Изобретением решается задача оптимизации конструкции зубчатых колес и снижения издержек на их изготовление.
Это достигается тем, что зубчатое колесо содержит тело и зубчатый венец с зубьями, имеющими по две боковые поверхности, причем у каждого зуба одна боковая поверхность, нагруженная максимально, имеет расчетный профиль по всей ширине зубьев, а другая, менее нагруженная, боковая поверхность имеет профиль, идентичный расчетному, на части ширины зуба, а остальная ее часть имеет профиль в виде плоскости, причем соотношение участков обеих поверхностей, имеющих расчетный профиль, прямопропорционально соотношению величин их нагружения, а расчетный профиль менее нагружаемой поверхности расположен по оси симметрии зуба.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображены: зуб зубчатого колеса - вид с торца зуба (фиг.1), и зуб - вид с менее нагружаемой боковой рабочей поверхности (фиг.2).
На чертеже изображены: тело 1 зубчатого колеса; зуб 2; вершина 3 зуба; одна боковая, более нагруженная, поверхность 4 (рабочая); участок другой боковой поверхности, имеющий профиль, идентичный расчетному (рабочий) 5, и участки этой поверхности (нерабочие) - плоскости - 6 и 7. Обе боковые поверхности сопряжены с телом посредством галтелей 8 и 9.
Работает данное зубчатое колесо следующим образом. Наибольшее нагружение каждый зуб воспринимает боковой рабочей поверхностью 4, расположенной по всей ширине зуба, а наименьшее нагружение зуб воспринимает другой боковой рабочей поверхностью 5, расположенной на части ширины зуба.
По сравнению с прототипом, данная конструкция зубчатого колеса менее материалоемка и требует меньших издержек при его изготовлении.