ЗУБЧАТОЕ КОЛЕСО Российский патент 2015 года по МПК F16H55/12 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к деталям машин, и может быть использовано в зубчатых передачах.

Известно зубчатое колесо, содержащее тело со ступицей и зубчатый венец с зубьями, изготовленные из одной заготовки - см., например, «Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Детали машин. Курсовое проектирование: Учеб. пособие для машиностроит. спец. техникумов. - М.: Высш. шк., 1984. - 336 с., ил.», стр.44.

Недостаток данного зубчатого колеса состоит в том, что при его изготовлении из цельной заготовки на изготовление тела со ступицей используется тот же самый материал, что и на изготовление зубчатого венца - самого ответственного элемента зубчатого колеса, подвергающегося изнашиванию в процессе работы колеса и требующего изготовление его из износостойкого материала.

В качестве прототипа взята конструкция зубчатого колеса, у которого тело со ступицей изготавливаются отдельно от зубчатого венца, с последующей их сборкой в единое изделие, при этом на изготовление тела со ступицей и изготовление зубчатого венца можно использовать различные материалы - с разными техническими характеристиками и различной стоимостью, что позволяет снизить расходы на изготовление колеса, не ухудшая его технические характеристики - см. «Производство зубчатых колес: Справочник / С.Н. Калашников, А.С. Калашников, Г.И. Коган и др.; Под общ. ред. Б.А. Тайца. - 3-е изд., перераб. и допол. - М.: Машиностроение, 1990. - 464 с.: ил.», стр.36.

Недостаток прототипа состоит в том, что зубчатый венец выполняется в виде единого изделия, зубья зубчатого венца соединены между собой, требуется выполнять удлиненный ножки зубьев с переходными гантелями (для повышения изгибной прочности зубьев), в то время как непосредственно для работы зубьям требуются только рабочие участки их боковых поверхностей. Зубья у прототипа представляют собой балки, защемленные с одного конца (со стороны центра колеса) и в случае большой высоты зубьев, эти зубья подвержены большим изгибающим моментам, способным привести к их излому. При узких зубьях вероятность такого излома повышается.

Изобретением решается задача оптимизации конструкции зубчатого колеса и снижения издержек на его изготовление.

Для этого зубчатое колесо содержит тело в виде диска со ступицей и зубчатый венец с зубьями, причем наружный диаметр диска равен диаметру окружности вершин зубчатого венца; зубчатый венец выполнен из отдельных, не связанных между собой зубьев, каждый из которых одним своим торцом укреплен на торце диска; размер ножки каждого зуба ограничен длиной рабочего профиля его боковых поверхностей, а корень каждого зуба представляет собой плоскость, соединяющую границы обоих рабочих профилей зуба со стороны центра вращения колеса.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображены: зубчатое колесо - вид с торца (фиг.1) и то же колесо - вид сбоку (фиг.2).

На чертежах показаны: диск 1 тела колеса, ступица 2, зубья 3 зубчатого венца, вершина 4 зуба, боковые (рабочие) поверхности 5 и 6 зубьев 4, корень 7 зуба; диаметр Д_в окружности вершин зубчатого венца, диаметр Д_вп окружности впадин расчетного профиля зубчатого венца для данного колеса, высота h зуба.

Зубчатый венец колеса выполнен из отдельных, не связанных между собой зубьев 3, каждый из которых одним своим торцом укреплен на торце диска 1 тела колеса, наружный диаметр диска 1 равен диаметру Д_в окружности вершин зубчатого венца, высота h каждого зуба по его ножке ограничена длиной рабочих профилей его боковых поверхностей (5 и 6), корни 7 зубьев представляют собой плоскости, соединяющие границы рабочих профилей зубьев со стороны центра вращения колеса.

По сравнению с прототипом предлагаемая конструкция зубчатого колеса менее материалоемка, что снижает издержки на его изготовление. При этом обеспечивается необходимая прочность элементов зубчатого венца - зубьев, особенно при крупномодульных узких зубьях.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к деталям машин, и может быть использовано в зубчатых передачах. Зубчатое колесо состоит из тела в виде диска со ступицей и зубчатый венец с зубьями. Наружный диаметр диска равен диаметру окружности вершин зубчатого венца. Зубчатый венец выполнен из отдельных, не связанных между собой зубьев, каждый из которых одним своим торцом укреплен на торце диска. Размер ножки каждого зуба ограничен длиной рабочего профиля его боковых поверхностей, а корень каждого зуба представляет собой плоскость, соединяющую границы обоих рабочих профилей зуба со стороны центра вращения колеса. Обеспечивается оптимизация конструкции зубчатого колеса и снижение издержек на его изготовление. 2 ил.

Зубчатое колесо, преимущественно малонагруженное крупномодульное с узкими зубьями, содержащее тело в виде диска со ступицей и зубчатый венец с зубьями, отличающееся тем, что наружный диаметр диска равен диаметру окружности вершин зубчатого венца; зубчатый венец выполнен в виде отдельных, не связанных между собой зубьев, каждый из которых одним своим торцом укреплен на торце диска; размер ножки каждого зуба ограничен длиной рабочего профиля его боковых поверхностей, а корень каждого зуба представляет собой плоскость, соединяющую границы обоих рабочих профилей зуба со стороны центра колеса.