Результат интеллектуальной деятельности: ЗУБЧАТОЕ КОЛЕСО

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 конструкции зубчатого колеса состоит в том, что зубья зубчатого венца изготавливаются монолитными, в то время как непосредственно для работы зубьев в передаче требуются только их боковые (рабочие) поверхности, а изготовление зубьев монолитными приводит к увеличению их материалоемкости и стоимости колеса в целом. Кроме того, зубья зубчатого венца расположены по периметру колеса; при этом корни зубьев укреплены по окружности этого тела и при работе колеса в передаче подвержены нагружению, как балки, защемленные одним концом; при этом изгибающие моменты, испытываемые зубьями, увеличиваются с увеличением высоты зубьев.

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 в виде профильного кольца из полосы шириной, равной ширине зубьев зубчатого венца, наружный профиль кольца соответствует профилю зубчатого венца, расчетного для данного колеса, кольцо одним своим торцом укреплено на торце диска, полости зубьев заполнены застывшим твердым расплавом, например пластмассой, с образованием связывающего полости зубьев кольца с внутренним диаметром, меньшим, чем внутренний диаметр профильного кольца.

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, ступица 2, зубчатый венец (профильное кольцо) 3, зубья 4, боковые (рабочие) поверхности 5 и 6 зубьев, полости 7 зубьев, кольцо 8 из застывшего расплава, ширина В зубчатого венца, толщина С полосы профильного кольца, диаметр Д_в окружности вершин зубчатого венца, диаметр Д_вп окружности впадин зубчатого венца, внутренний диаметр Д профильного кольца, внутренний диаметр Д_к кольца из застывшего расплава.

Зубчатый венец 3 изготовлен из полосы шириной В, равной ширине зубчатого венца, с образованием профильного кольца с наружным профилем, идентичным профилю зубчатого венца, расчетного для данного колеса. Профильное кольцо (зубчатый венец) 3 одним своим торцом укреплено на торце диска 1 тела колеса, наружный диаметр диска Д_в равен диаметру окружности вершин зубчатого венца. Полости 7 зубьев 4 зубчатого венца 3, образованные профильным кольцом, заполнены застывшим твердым расплавом, например пластмассой, с образованием кольца 8, связывающего полости 7 между собой, при этом внутренний диаметр Д_к этого кольца меньше, чем внутренний диаметр Д профильного кольца 3. Застывший расплав придает повышенную жесткость и прочность зубьям 4 зубчатого венца. Выполнение кольца 8 из расплава позволяет повысить технологичность заполнения полостей 7 зубьев 4 зубчатого венца 3, а также добавляет прочности зубчатому венцу 3.

По сравнению с прототипом предлагаемая конструкция зубчатого колеса позволяет снизить его материалоемкость и снизить издержки на его изготовление. При этом обеспечивается требуемая прочность колеса.