Результат интеллектуальной деятельности: ЗУБЧАТОЕ КОЛЕСО

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

Известно зубчатое колесо, состоящее из тела, зубчатого венца с зубьями и пары кольцевых накладок, укрепленных на торцах зубьев зубчатого венца, служащих для повышения изгибной прочности зубьев, - см., например, А.С. СССР №1578406, кл. F16Н 55/12, опубликованное 15.07.90 г., Бюл. №26.

Недостаток данной конструкции зубчатого колеса состоит в том, что кольцевые накладки жестко связывают между собой все зубья зубчатого венца, обеспечивая их изгибную прочность, в то время, как в определенных случаях для обеспечения изгибной прочности зубьев достаточно связать между собой только группы зубьев. А связывание всех зубьев приводит к нерациональному расходованию материала, идущего на изготовление этих накладок.

В качестве прототипа взята конструкция зубчатого колеса по А.С. СССР №1663284, кл. F16Н 55/12, опубликованному 15.07.91 г., Бюл. №26. Сущность его состоит в том, что зубчатое колесо состоит из тела, зубчатого венца с зубьями и торцевых накладок в виде отдельных сегментов, попарно охватывающих равное количество зубьев зубчатого венца.

Недостаток прототипа состоит в том, что каждая пара сегментов охватывает равное количество зубьев по окружности зубчатого венца, в то время как при неодинаковой степени нагружения зубьев по этой окружности, - например, у зубчатых колес, работающих в прессах, компрессорах, строгальных станках и т.п., часть зубьев зубчатого венца работает в режиме рабочем, а часть зубьев - в режиме холостого хода. Или же, - если нагружение меняется для зубьев зубчатого венца по определенному режиму несколько раз за время полного оборота зубчатого колеса (особенно - у колес большого диаметра), в этом случае охват накладками равного количества зубьев не обеспечивает оптимального задания их жесткости и прочности - в одних случаях будет задана излишняя жесткость, а в других - недостаточная; или же, с учетом требуемой жесткости и прочности по максимальному режиму нагружения, - части зубьев будет придана излишняя жесткость и прочность. Это приводит к нерациональному расходованию материала, идущего на изготовление торцевых накладок.

Изобретением решается задача оптимизации массогабаритных характеристик и изгибной прочности зубьев зубчатого колеса.

Для этого зубчатое колесо, состоящее из тела и зубчатого венца с зубьями, снабжено накладками, выполненными в виде отдельных сегментов и укрепленных попарно на торцах групп зубьев по окружности зубчатого венца, причем количество зубьев, входящих в каждую отдельную группу, прямо пропорционально величине нагрузки, испытываемой зубьями этой группы.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображено зубчатое колесо - вид с торца колеса. На чертеже показаны: тело 1 зубчатого колеса, зубчатый венец с зубьями 2, торцевые накладки 3; группы зубьев - I, II, III, IV.

Зубчатое колесо, состоящее из тела 1 и зубчатого венца с зубьями 2, снабжено накладками 3, выполненными в виде отдельных сегментов и укрепленных попарно на торцах групп зубьев зубчатого венца - вдоль окружности зубчатого венца. В случае узких зубьев у колеса накладки могут устанавливаться на торцах групп зубьев не попарно, а только с одной стороны зубьев. Причем количество зубьев, входящих в каждую отдельную группу (и охватываемых накладками), прямо пропорционально величине нагрузки, испытываемой зубьями этой группы. Так, на чертеже показаны: группа I зубьев с максимальным их нагружением, группа II - со средним нагружением, группа III - с минимальным нагружением. В случае, если величина нагружения каких-либо зубьев на определенном участке окружности зубчатого венца не приводит к изгибающим нагрузкам, требующим повышения прочности зубьев, накладки на зубья, расположенные на этом участке, можно вообще не устанавливать (участок IV).

При работе зубчатого колеса повышение изгибной прочности зубьев 2 обеспечивается накладками 3, укрепленными на торцах групп зубьев и связывающими зубья между собой. И чем больше нагружение зубьев, тем количество зубьев, входящих в группу зубьев, больше. И наоборот.

По сравнению с прототипом предлагаемая конструкция зубчатого колеса оптимизирует массогабаритные характеристики, снижает расход материала, идущего на изготовление накладок и колеса в целом. При этом обеспечивается требуемая прочность зубьев.