ЗУБЧАТОЕ КОЛЕСО

Изобретение относится к машиностроению, в частности к зубчатым передачам, и может быть использовано в зубчатых колесах, работающих в режимах ударных нагрузок.

Известно зубчатое колесо, содержащее тело и зубчатый венец с зубьями см., например, «Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин: Учебн. пособие для машиностроит. спец. вузов. - 4-е изд., перераб. и доп.- М.: Высш. шк., 1985. - 416 с: ил.», стр.42).

Недостаток данного зубчатого колеса состоит в том, что зубья колеса имеют недостаточную изгибную прочность, особенно при тяжелых режимах их нагружения и ударных нагрузках: тяжелые режимы нагружения создают большие концентрации напряжений в области оснований зубьев, в зонах их сопряжения с телом колеса, а ударные нагрузки вследствие жесткости зубьев разрушающе действуют на них - приводят к деформации рабочих поверхностей зубьев и могут также вызвать изломы зубьев.

В качестве прототипа взята конструкция зубчатого колеса, содержащего тело, зубчатый венец с зубьями и кольцевые накладки, укрепленные на теле колеса и торцевых поверхностях зубьев - см. патент США №3861231, кл. 74-410, 1976 г.

Недостаток прототипа состоит в том, что кольцевые накладки перекрывают торцы зубьев по всей высоте этих зубьев, что не позволяет обеспечить безударного вхождения в зацепление сопрягающихся зубьев и тем самым может привести к поломке зубьев.

Изобретением решается задача повышения изгибной прочности зубьев зубчатых колес.

Зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с зубьями и пару кольцевых накладок, укрепленных на теле колеса и торцах зубьев, причем накладки перекрывают нижние части зубьев, а части зубьев, расположенные выше накладок, рассечены радиальными вырезами, расположенными по осям симметрии зубьев.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображены фрагмент зубчатого колеса - вид с вершин зубьев (фиг.1) и фрагмент зубчатого колеса в сечении - вид с торца колеса (фиг.2).

На чертежах показаны тело 1 колеса; зуб 2; окружность 3 впадин зубьев; кольцевые накладки 4, 5; внешняя окружность 6 накладок; внутренняя окружность 7 накладок; вершина 8 зуба; радиальный вырез 9; проточка 10 для предотвращения концентрации напряжений; ширина l₁ торцевых накладок; расстояние l₂ от окружности впадин зубьев до наружной окружности накладок; расстояние h от вершины зуба до наружной окружности накладок; ширина С радиального выреза.

Работает данное зубчатое колесо следующим образом. Торцевые накладки 4 и 5, укрепленные на теле 1 колеса и нижних частях зубьев 2, обеспечивают прочность зубьев на изгиб, предотвращая их изломы в области оснований зубьев, а наличие вырезов в верхней части зубьев позволяет каждой из отсеченной половине зуба амортизировать при креночном ударе в области вершин зубьев. Варьируя параметры l₁ l₂, h и С, можно получить зубчатое колесо требуемой изгибной прочности и жесткости.

По сравнению с прототипом предлагаемая конструкция зубчатого колеса имеет наиболее оптимальные параметры, позволяющие обеспечить как жесткость зубьев, так и их изгибную прочность, в том числе и при работе с ударными нагрузками.