ЗУБЧАТОЕ КОЛЕСО
GEAR WHEEL

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в нереверсивных зубчатых передачах.
Известно зубчатое колесо, включающее тело и зубчатый венец с зубьями, имеющими пару боковых поверхностей, посредством которых оно сопрягается с парным зубчатым колесом зубчатой передачи, причем профили боковых поверхностей выполнены одинаковыми и идентичными расчетному для данной передачи (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 в случае нереверсивной зубчатой передачи, одна из боковых поверхностей зубьев является нерабочей и в процессе зацепления сопрягающихся при работе зубьев не участвует, поэтому нет необходимости выполнять профили этих поверхностей идентичными рабочим поверхностям, усложняя тем самым конструкцию зубчатого колеса и выполняя при его изготовлении такие же технологические операции, как и для зубчатого колеса реверсивной передачи.
В качестве прототипа взята конструкция зубчатого колеса, включающего тело и зубчатый венец с зубьями, имеющими пару боковых поверхностей, посредством которых оно сопрягается с парным зубчатым колесом зубчатой передачи, причем профили боковых поверхностей выполнены одинаковыми и идентичными расчетному для данного колеса (см. "Крайнев А. Ф. Словарь-справочник по механизмам. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1987. - 560 с., ил.", стр.122).
Недостаток данного зубчатого колеса состоит в том, что в случае нереверсивной зубчатой передачи, одна из боковых поверхностей зубьев является нерабочей и в процессе зацепления сопрягающихся при работе зубьев не участвует, поэтому нет необходимости выполнять профили этих поверхностей идентичными профилю рабочей поверхности, усложняя тем самым конструкцию зубчатого колеса и выполняя при его изготовлении такие же технологические операции, как и для зубчатого колеса реверсивной передачи.
Изобретением решается задача оптимизации конструкции зубчатого колеса и снижения издержек при его изготовлении.
Это достигается тем, что зубчатое колесо содержит тело и зубчатый венец с зубьями, имеющими боковую рабочую и боковую нерабочую поверхность, причем каждый зуб выполнен в виде половины расчетного зуба для данного колеса при его работе в реверсивном режиме, боковая рабочая поверхность каждого зуба идентична боковой рабочей поверхности расчетного зуба, боковая нерабочая поверхность каждого зуба выполнена в виде плоскости, проходящей по оси симметрии расчетного зуба - от его вершины до основания, а на торцах зубьев и теле колеса жестко укреплены торцевые кольцевые накладки.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображен фрагмент зубчатого колеса - вид с его торца. На чертеже показаны тело 1 колеса; зубчатый венец с зубьями 2; окружность 3 оснований зубьев; окружность 4 вершин зубьев; вершина 5 зуба; основание 6 зуба; боковая рабочая поверхность 7 зуба; боковая нерабочая поверхность 8 зуба; торцевые кольцевые накладки 9 и 10; внутренний диаметр 11 накладок.
Работает данное зубчатое колесо в нереверсивном режиме следующим образом. При зацеплении в передаче данного колеса с парным колесом нагрузки, передача и восприятие нагрузок этим колесом, осуществляются боковыми рабочими поверхностями 7 зубьев 2 колеса. При этом боковые нерабочие поверхности 8 зубьев в зацеплении не участвуют. Торцевые кольцевые накладки 9 и 10 служат для обеспечения требуемой жесткости зубьев колеса.
По сравнению с прототипом, предлагаемая конструкция зубчатого колеса позволяет снизить материальные затраты на его изготовление, т.к. зубчатый венец, являясь ответственным элементом зубчатого колеса, требует на его изготовление относительно дорогих материалов; это проявляется тем больше, чем больше модуль колеса, и в случае, если зубчатый венец изготавливается отдельно от тела колеса, на изготовление каждого идет более дешевый материал. Добавление в конструкцию колеса дополнительных элементов - торцевых накладок - существенно не увеличивает стоимость колеса, т.к. на изготовление накладок не требуется использование дорогих материалов, стоимость которых сопоставима со стоимостью материала, идущего на изготовление зубчатого венца; кроме того, накладки сами по себе повышают жесткость зубьев, их роль повышается при увеличении высоты зубьев. Снижаются также временные расходы на изготовление колеса, т.к. изготовление его боковых нерабочих поверхностей (плоскостей) существенно упрощается, при этом уменьшаются и материальные затраты на упрочнение зубьев (закалка, цементация и т.п.).