ЗУБЧАТОЕ КОЛЕСО
GEAR WHEEL

Изобретение относится к машиностроению, а именно к деталям машин, и может быть использовано в зубчатых передачах.
Известно зубчатое колесо, содержащее тело со ступицей 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., ил.», стр.315, рис.20.2.
Недостаток данной конструкции зубчатого колеса состоит в том, что тело колеса между ступицей и зубчатым венцом выполнено сплошным, что приводит к неоправданному расходу материала, идущего на его изготовление, особенно при большом диаметре колеса.
В качестве прототипа взята конструкция зубчатого колеса, содержащего тело со ступицей и зубчатый венец с зубьями, причем тело между ступицей и зубчатым венцом выполнено в виде спиц - см. «Гузенков П.Г. Детали машин: Учеб. для вузов. - 4-е изд., испр. М.: Высш. шк., 1986. - 359 с.: ил.», стр.179, рис.12.13.
Недостаток данной конструкции зубчатого колеса состоит в том, что при достаточно большей ширине зубьев понижается прочность колеса, особенно при перекосах в зацеплении с парным колесом; кроме того, зубчатый венец выполнен сплошным, зубья венца соединены между собой, в то время как при работе колеса в зацеплении участвуют только боковые поверхности отдельных зубьев, независимо от других зубьев зубчатого венца; помимо этого, выполнение зубчатого венца из связанных между собой зубьев усложняет изготовление зубчатого венца и ухудшает его ремонтопригодность.
Изобретением решается задача снижения издержек на изготовление зубчатых колес с сохранением их прочностных характеристик и повышения их ремонтопригодности.
Для этого зубчатое колесо содержит тело со ступицей и зубчатый венец с зубьями, причем участок тела между ступицей и зубчатым венцом выполнен в виде пары кольцевых дисков, укрепленных на торцах ступицы и торцах зубчатого венца; зубчатый венец выполнен в виде отдельных зубьев, не связанных между собой; зубья укреплены своими торцами между этими дисками, причем зубья выполнены усеченными в своих основаниях с сохранением рабочих боковых участков своих боковых поверхностей; между ступицей и зубчатым венцом, соосно с осью вращения колеса, между дисками расположена кольцевая вставка шириной, равной расстоянию между дисками, и укрепленная на них; причем наружный радиус вставки равен радиусу окружности впадин зубчатого венца с неусеченными зубьями.
Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображены: зубчатое колесо - вид с торца (фиг.1) и сечение колеса - вид сбоку (фиг.2).
На чертежах показаны ступица 1, посадочное отверстие 2, диски 3 и 4, зубья 5 зубчатого венца, рабочие поверхности 6 и 7 зубьев, кольцевая вставка 8, радиус R окружности впадин зубчатого венца, расстояние Δ между зубьями зубчатого венца и кольцевой вставкой 8.
Зубчатый венец колеса состоит из отдельных не связанных между собой зубьев 5, усеченных по своим основаниям с сохранением рабочих участков боковых поверхностей 6 и 7, при этом между основаниями зубьев и окружностью впадин зубчатого венца (при неусеченных зубьях) радиусом R образуется зазор Δ; зубья 5 своими торцами укреплены между дисками 3 и 4, укрепленными на ступице 1 и составляющими совместно со ступицей тело колеса; между дисками 3 и 4 на них укреплена кольцевая вставка 8 шириной, равной расстоянию между дисками 3 и 4, расположенная соосно с осью вращения колеса и укрепленная на дисках; причем наружный радиус вставки равен радиусу окружности R впадин зубьев (при неусеченных зубьях); вставка служит для повышения жесткости колеса.
По сравнению с прототипом, данная конструкция позволяет снизить издержки на изготовление зубчатого колеса, т.к. зубчатый венец выполнен из отдельных зубьев, которые можно изготавливать каждый в отдельности от остальных зубьев; за счет усечения зубьев и оставления только рабочих участков их боковых поверхностей снижается количество материала, необходимого для изготовления зубьев; кроме того, повышается ремонтопригодность зубчатого колеса, т.к. каждый отдельный изношенный или изломанный зуб можно легко заменить на новый, не затрагивая зубчатый венец в целом.