ЗУБЧАТОЕ КОЛЕСО
GEAR WHEEL

Изобретение относится к машиностроению, в частности - к деталям машин, и может быть использовано в зубчатых передачах с крупномодульными зубчатыми колесами большого диаметра с разными режимами нагружения зубьев по окружностям колес.
Известно зубчатое колесо, содержащее тело и зубчатый венец с зубьями - см., например, Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин: Учеб. пособие для машиностроит. спец. вузов. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 1985. - 416 с., ил., стр. 341, рис. 22.27.
Недостаток такого зубчатого колеса состоит в том, что его зубья, испытывающие нагружение в процессе работы колеса в передаче, подвержены изгибающим нагрузкам, способным привести к излому зубьев.
В качестве прототипа взята конструкция зубчатого колеса по А.с. СССР №1578406, кл. F16H 55/12, опубл. 15.07.90 г., Бюл. №26. Сущность его состоит в том, что зубчатое колесо состоит из тела, зубчатого венца с зубьями и пары плоских кольцевых накладок, наружный и внутренний периметры имеют вид окружностей, причем наружный диаметр накладок равен диаметру окружности вершин зубчатого венца, а их внутренний диаметр больше диаметра окружности впадин зубьев. Накладки связывают зубья между собой, повышая тем самым их взаимную жесткость и изгибную прочность.
Недостаток прототипа состоит в том, что наружный диаметр накладок совпадает с окружностью вершин зубьев зубчатого венца, т.е. накладки связывают зубья между собой, примыкая к их вершинам, повышая их изгибную прочность. Однако в случае наличия ударных нагрузок, действующих на зубья при работе колеса, такая связь зубьев между собой будет задавать связываемым накладками зубьям излишнюю жесткость, что будет приводить к ударам на колесо в целом, а также на механизмы, связанные кинематически с колесом. Это может приводить к поломкам механизмов (передачи и др.), связанных кинематически с колесом.
Изобретением решается задача обеспечения демпфирования ударных нагрузок, действующих на зубья колеса в процессе его работы в передаче.
Для этого зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с зубьями и пару плоских кольцевых накладок с наружным и внутренним периметрами в форме окружностей с наружным диаметром, равным диаметру окружности вершин зубчатого венца и внутренним диаметром большим, чем диаметр окружности впадин зубчатого венца, укрепленных на торцах зубьев; причем на участках окружности колеса с ударным нагружением зубьев соответствующие участки накладок смещены радиально относительно окружности вершин зубчатого венца в сторону центра колеса.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображено зубчатое колесо - вид с торца колеса.
а
1
2
На чертеже показаны: тело 1, зубчатый венец с зубьями, плоские кольцевые накладки 3 и 4, ширина  накладок, группы зубьев зубчатого венца с безударным нагружением - I и III, группы зубьев зубчатого венца с ударным нагружением - II и IV, величина смещений - C и С - участков накладок.
а
1
2
Зубчатое колесо содержит тело 1, зубчатый венец с зубьями 2 и пару плоских кольцевых накладок 3 и 4 шириной . Наружный и внутренний периметры накладок имеют форму окружностей. Внутренние диаметры накладок больше диаметра окружности впадин зубчатого венца. Наружные диаметры участков накладок по окружности колеса, где на зубья колеса действуют номинальные (безударные) нагрузки - группы зубьев зубчатого венца I и III - совпадают с диаметром окружности вершин зубчатого венца. А на участках окружности колеса, где действуют ударные нагрузки - группы зубьев II и IV - соответствующие участки накладок смещены радиально от окружности вершин зубчатого венца в сторону центра колеса (смещения C и С). Величина этих смещений определяется, исходя из величины ударных нагрузок, а также с учетом параметров зубьев колеса.
1
2
При работе колеса в передаче, в режиме его нагружения, кольцевые накладки 3 и 4 связывают зубья 2 колеса между собой, повышая тем самым их изгибную прочность и стойкость к изломам. Смещения (С и С) участков накладок, связывающих зубья на участках, где на них действуют ударные нагрузки, позволяет снизить их излишнюю жесткость и тем самым демпфировать ударные нагрузки, действующие на зубья.
По сравнению с прототипом предлагаемая конструкция зубчатого колеса позволяет не только повысить изгибную прочность зубьев и их устойчивость к изломам, но и позволяет демпфировать ударные нагрузки, действующие на зубья колеса при его работе в передаче, тем самым повышается плавность работы колеса и механизмов, кинематически связанных с колесом.