ЗУБЧАТОЕ КОЛЕСО
GEAR WHEEL

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в нереверсивных зубчатых передачах.
Известно зубчатое колесо, включающее зубчатый венец с зубьями, имеющими пару боковых рабочих поверхностей, посредством которых оно сопрягается с парным зубчатым колесом зубчатой передачи, причем профили рабочих 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 зубчатый венец с зубьями, имеющими пару боковых поверхностей, посредством которых оно сопрягается с парным зубчатым колесом зубчатой передачи, причем профили рабочих поверхностей выполнены одинаковыми и идентичными расчетному для данной передачи (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 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 поверхности, причем у каждого зуба профиль боковой рабочей поверхности идентичен расчетному для данного колеса, а профиль боковой нерабочей поверхности выполнен в виде плоскости, соединяющей вершину зуба с его основанием, с сохранением переходной галтели в области основания, причем для предотвращения несанкционированного реверса колеса оно снабжено храповым механизмом, установленным неподвижно относительно колеса, с возможностью сопряжения собачки этого механизма с нерабочими поверхностями зубьев.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображен зуб зубчатого колеса - вид с торца зуба.
На чертеже показаны: тело 1 зубчатого колеса, зуб 2, боковая рабочая поверхность 3 зуба, боковая нерабочая поверхность 4, галтели 5, теоретический профиль боковой рабочей поверхности 6 со стороны боковой нерабочей поверхности 4, корпус 7 зубчатой передачи, собачка 8 храповика, шарнир 9, кронштейн 10, пружина 11, упор 12.
Работает данное зубчатое колесо следующим образом. При вращении колеса в рабочем направлении (ω) каждый зуб 2 колеса сопрягается с другим колесом посредством своей боковой рабочей поверхности 3, при этом собачка 8 храпового механизма отклоняется на шарнире 9 вершиной зуба - на угол α. После поворота зуба собачка под действием пружины 11 возвращается в исходное положение и фиксируется упором 12 - до прохождения следующего зуба. Несанкционированный реверс колеса предотвращается собачкой 8 храпового механизма.
По сравнению с прототипом данное зубчатое колесо более просто по конструкции, менее материалоемко, требует меньшего времени и затрат на его изготовление, при этом изгибная прочность колеса не уменьшается, так как ширина зубьев в области их основания остается прежней, сохранение переходных галтелей со стороны боковых нерабочих поверхностей не увеличивает концентрацию напряжений в области оснований зубьев.