RU2581965C1

RU2581965C1 - Зубчатое колесо

Info

Publication number: RU2581965C1
Application number: RU2015115039/11A
Authority: RU
Inventors: Николай Викторович Мендрух
Original assignee: Николай Викторович Мендрух
Priority date: 2015-04-21
Filing date: 2015-04-21
Publication date: 2016-04-20

Abstract

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в зубчатых передачах. Зубчатое колесо состоит из ступицы, тела в виде пары дисков, укрепленных на обоих торцах ступицы и имеющих наружный радиус, равный радиусу окружности вершин зубьев колеса, и зубчатого венца, состоящего из отдельных, не связанных между собой зубьев. Каждый зуб выполнен из участка полосы шириной, по всей своей длине равной ширине зубчатого венца. Этот участок, начиная с одного конца отрезка полосы, изогнут по форме зуба, начиная с основной окружности колеса и с образованием своей внешней поверхностью поверхностей зуба, идентичных расчетным для зуба данного колеса - рабочего участка одной боковой поверхности; вершины зуба и рабочего участка другой боковой поверхности - до основной окружности колеса. Остальная часть отрезка полосы отогнута, начиная с основной окружности колеса, по его радиусу и прилегает к ступице. Отрезок полосы, по всей своей длине, обоими своими торцами укреплен на внутренних торцах обоих дисков. Обеспечивается снижение издержек на изготовление зубчатого колеса. 2 ил.

Description

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

Известно зубчатое колесо, состоящее из ступицы, тела в виде диска и зубчатого венца с зубьями, нарезанными по внешней окружности тела - см., например, «Березовский и др. Детали машин: Учебник для машиностроительных техникумов / Ю.Н. Березовский, Д.В. Чернилевский, М.С. Петров; под ред. Н.А. Бородина. - М.: Машиностроение, 1983. - 384 с., ил.», стр. 60, рис. 4.1, а.

Недостаток данной конструкции зубчатого колеса состоит в том, что зубчатый венец, состоящий из связанных между собой по своим основаниям зубьев, малоремонтопригоден: в случае выхода из строя (поломки) одного или нескольких зубьев зубчатого венца возникает необходимость замены колеса целиком. Кроме того, зубья зубчатого колеса передают и воспринимают нагрузки - при работе с парным колесом в передаче - только рабочими участками своих боковых поверхностей, а участки боковых поверхностей, расположенные между рабочими участками и окружностями впадин зубьев, в работе не участвуют; поэтому выполнение зубьев по их полной, расчетной, высоте - от окружности вершин зубьев до окружности их впадин - приводит к нерациональному расходованию материала, идущего на изготовление зубьев и колеса в целом.

В качестве прототипа взята конструкция зубчатого колеса, содержащего ступицу, тело в виде пары дисков, укрепленных на торцах ступицы и зубчатый венец, составленный из отдельных, не связанных между собой, зубьев, укрепленных своими торцами между дисками, причем зубья выполнены усеченными по своим основаниям с сохранением рабочих участков своих боковых поверхностей - см. положительное решение о выдаче патента РФ на изобретение по заявке №2013153311/11 от 29.11.2013 г., кл. F16H 55/12.

Недостаток данной конструкции зубчатого колеса состоит в том, что его зубья выполнены сплошными, что приводит к перерасходу материала, идущего на их изготовление.

Изобретением решается задача оптимизации конструкции зубчатого колеса и снижение издержек на его изготовление с сохранением их прочностных характеристик.

Для этого зубчатое колесо содержит ступицу, тело в виде пары дисков, укрепленных на торцах ступицы, и зубчатый венец, составленный из отдельных, не связанных между собой зубьев, укрепленных своими торцами между дисками; причем каждый зуб выполнен из участка отрезка полосы шириной, по всей своей длине, равной ширине зубчатого венца; этот участок, начиная с одного конца отрезка полосы, изогнут по форме зуба, начиная с основной окружности колеса, и с образованием своей внешней поверхностью поверхностей зуба, идентичных расчетным для зуба данного колеса - рабочего участка одной боковой поверхности, вершины зуба и рабочего участка другой боковой поверхности - до основной окружности колеса; остальная часть отрезка полосы отогнута, начиная с основной окружности колеса, по радиусу колеса и прилегает к ступице; а отрезок полосы, по всей своей длине, обоими своими торцами укрепленными на внутренних торцах обоих дисков.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображены: зубчатое колесо (вид с торца, с местным сечением в плоскости вращения колеса) - фиг. 1, и то же колесо (вид сбоку, в сечении) - фиг. 2.

На чертежах показаны: ступица 1, тело колеса в виде пары дисков 2 и 3, вершины 4 зубьев, рабочие участки 5 и 6 боковых поверхностей зубьев, ребра жесткости 7; радиус R₁ окружности вершин зубьев (4), радиус R₂ основной окружности колеса, длина l рабочего участка боковой поверхности зуба.

Зубчатое колесо состоит из ступицы 1, на обоих торцах которой укреплена пара дисков 2 и 3 с наружным радиусом R₁, равным радиусу вершин 4 зубьев колеса; зубчатый венец выполнен из отдельных, не связанных между собой, зубьев; каждый зуб выполнен из участка отрезка полосы шириной, по всей своей длине, равной ширине зубчатого венца; этот участок, начиная с одного конца полосы, изогнут по форме зуба, начиная с основной окружности колеса (радиусом R₂), и с образованием своей внешней поверхностью поверхностей зуба, идентичных расчетным для зуба данного колеса - расчетного участка (длиной l) одной боковой поверхности, вершины (4) зуба и рабочего участка 6 другой боковой поверхности - до основной окружности (радиусом R₂); остальная часть (7) отрезка полосы отогнута, начиная с основной окружности колеса, по его радиусу и прилегает к ступице (1); а полоса по всей своей длине обоими своими торцами укреплена на внутренних торцах дисков (2 и 3) - с образованием ребер жесткости (участок 7 полосы).

При работе колеса в зацеплении с парным колесом передачи, рабочие нагрузки передаются и воспринимаются колесом посредством рабочих участков 5 и 6 боковых поверхностей каждого зуба, расположенных между окружностью вершин (с радиусом R₁) и основной окружностью (с радиусом R₂) колеса; участки 7 полос, из которых изготовлены зубья колеса, и которые укреплены между внутренними торцами дисков 2 и 3, образуют ребра жесткости, повышая прочность колеса в целом.

По сравнению с прототипом предлагаемая конструкция зубчатого колеса позволяет снизить издержки на его изготовление - за счет выполнения зубьев не цельными; прочность колеса при этом обеспечивается наличием ребер жесткости, выполненных из части элементов (полос), из которых изготовлены сами зубья.

Claims

Зубчатое колесо, содержащее ступицу, тело в виде пары дисков, укрепленных на торцах ступицы, и зубчатый венец, составленный из отдельных, не связанных между собой зубьев, укрепленных своими торцами между внутренними торцами дисков, отличающееся тем, что каждый зуб выполнен из участка отрезка полосы шириной, по всей своей длине равной ширине зубчатого венца, этот участок, начиная с одного конца отрезка полосы, изогнут по форме зуба, начиная с основной окружности зубчатого колеса, с образованием своей внешней поверхностью поверхностей зуба, идентичных расчетным для зуба данного зубчатого колеса - рабочего участка одной боковой поверхности, вершины зуба и рабочего участка другой боковой поверхности - до основной окружности зубчатого колеса, остальная часть отрезка полосы отогнута, начиная с основной окружности зубчатого колеса, по его радиусу и прилегает к ступице, причем отрезок полосы по всей своей длине обоими своими торцами укреплен на внутренних торцах обоих дисков.