Способ изготовления звездочек цепных передач

 

Изобретение относится к обра- .ботке металлов давлением и может . быть использовано при изготовлении цепных передач.- Цель - повьшение качества звездочек за счет увеличения трещиностойкости впадин зубьев. Формообразование звездочек производят путем штамповки. Сердцевину термически обрабатьшают на з аданный уровень статической прочности. Поверхностную индукционную закалку осуществляют с охватом впадин зубьев и ниже окружности впадин на величину 0,5-1,0 радиуса впадины. Торцовые поверхности звездочки подвергают поверхностному пластическому деформированию в зоне окружности впадин и ниже окружности впадин на величину не менее пяти ее радиусов. Обкатку закаленной и незакаленной зон ведут либо с различными величинами усилий знергии удара, либо с ударным приложением нагрузки в закаленной зоне и со статическим в незакаленной. Указанные величины определяют по приведенным соотношениям. Силовой механизм , обеспечивающий необходимое усилие обкатки, - пружинного либо гидравлического типа. По достижении граничной окружности зоны обкатки деформирование прекращается. 2 з.п. ф-лы, 1 табл. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (5g 4 Г 16 С 13/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯ14

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4218750/25-27 (22) 27,03.87 (46) 07.03.89, Бюл, У 9 (71.) Краматорский научно-исследовательский и проектно-технологический институт машиностроения (72) Л.M.Áåëêèí, В.П.Яшин и И.Б,Волков (53) 621.78(088,8) (56) Заявка Великобритании

В 2131048, 1985. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗВЕЗДОЧЕК

ЦЕПНЫХ ПЕРЕДАЧ (57) Изобретение относится к обра.ботке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении цепных передач. Цель — повышение качества звездочек за счет увеличения трещиностойкости впадин зубьев. Формообразование звездочек производят путем штамповки. Сердцевину термически обрабатывают на заданный уро1

Изобретение относится к общему машиностроению и может быть использовано при изготовлении цепных передач.

Цель изобретения — повышение качества звездочек за счет увеличения трещиностойкости впадин зубьев.

Способ осуществляют следующим образом. формообразование звездочек осу- ществляют путем штамповки (на молоте или прессе), преимущественно из легированной стали. Применение легиро-:.

„.Я0„„1463986 А 1 вень статической прочности. Поверхностную индукционную закалку осуществляют с охватом впадин зубьев и ниже окружности впадин на величину 0 5-1 0 радиуса впадины. Торцовые поверхности звездочки подвергают поверхностному пластическому деформированию в зоне окружности впадин и ниже окружности впадин на величину не менее пяти ее радиусов. Обкатку закаленной и незакаленной зон ведут либо с различными величинами усилий энергии удара, либо с ударным приложением нагрузки в закаленной зоне и со статическим в неэакаленной. Указанные величины определяют по приведенным соотношениям. Силовой механизм, обеспечивающий необходимое усилие обкатки, — пружинного либо гидравлического типа. По достижении граничной окружности зоны обкатки деформирование прекращается. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

2 ванной стали позволяет варьировать свойства сердцевины звездочки в широких пределах эа счет изменения ре1 жимов термообработки. Термообработку сердцевины осуществляют на комплекс свойств по категориям прочности.

При этом соблюдение соответствующего: комплекса свойств (т.е. предела прочности, предела текучести, относительного удлинения, поперечного сужения, ударной вязкости и твердости) .,гарантирует высокий уровень сопротивИения усталости и трещиностойкости з 14 сердцевины. Далее осуществляют поверхностную. закалку зубьев с индукционного нагрева на твердость HRC 55-60, причем форма индуктора полностью соответствует форме зуба и впадины, а охлаждение осуществляют водой. Зубья подвергают необходимой чистовой обработке (шлифованию) для обеспечения их точности и последующему поверхностному пластическому

,деформированию торцовых поверхностей с помощью соответствующих обкатных приспособлений на лоботокарном, расЮ точном или сверлильном станках. Силовой механизм, обеспечивающий необходимое усилие обкатки, — пружинного

|либо гидравлического типа. Тогда усилие обкатки регулируется путем установки соответствующей величины сжа тия пружины либо по манометру. Граница зоны закалки зубьев известна в

1 соответствии с требованиями чертежа и контролируется (после выполнения закалки) путем измерения твердости.

Поверхностное пластическое деформи рование целесообразно выполнять путем радиального перемещения обкат- ного приспособления от окружности впадин к центру с изменением усилия обкатки на границе закаленной зоны.

По достижении граничной окружности зоны обкатки, отстоящей от окружности впадин на расстоянии не менее 5 радиусов, деформирование прекраща,ется.

Пример. Для проверки эффективности предложенного способа изготовления звездочек цепных передач изготавливают и испытывают на усталость зубчатые образцы, аналогичные испытанным при исследованиях оптимальной толщины наклепанного слоя.

Образцы (толщиной 10 мм) изготавливают из стали 9Х, нарезают зубья, подвергают их термическому улучшению на категорию прочности КП 70, предел текучести 735 МПа. Зубья и зоны впадин подвергают затем индукционной закалке на твердость 60 HRC и последующему поверхностному пластическому деформированию боковых поверхностей. Толщина наклепанного слоя принята равной 0,1 толщины образца, т.е. 1 мм. Тогда усилие обкатки, определенное по предложенным зависимостям, принимается равным в закаленной зоне Рэ = 7,3 кН, в неза63986

10 пытаний приведены в таблице.

25

55 каленной Р =2,7 кН. Деформирующий инструмент — ролик, приведенный радиус кривизны составляет 1,16 мм.

Образцы испытывают на усталость в зоне ограниченной долговечности,т.е. с определением числа циклов до разрушения. Максимальное напряжение цикла испытаний 250 МПа. Результаты исПредставленные результаты свидетельствуют о том, что поверхностная закалка зубьев приводит к снижению усталостной долговечности по сравнению с незакаленными образцами. Дополнительное же поверхностное пластическое деформирование торцов с соблюдением всех признаков предлагаемого изобретения (образец 3) приводит к повышению долговечности до уровня незакаленных образцов. Отклонение же от параметров, регламентированных формулой изобретения (см. таблицу, образцы 4 и 5),, приводит к существенной потере эффекта применения предлагаемого способа, т.е. к снижению долговечности по сравнению с образцом 3. Образец 6 иллюстрирует возможность замены пластического деформирования со статическим приложением нагрузки деформированием с ударным приложением нагрузки при соответствующем выборе энергии удара как в закаленной, так и в незакаленной зоне, а образец 7 — возможность частичного применения ударного приложения нагрузки только в закаленной зоне.

Таким образом, применение предлагаемого способа позволяет повысить качество звездочек эа счет увеличения трещиностойкости впадин зубьев.

Формула изобретения

1. Способ изготовления звездочек цепных передач, включающий формообразование звездочек штамповкой, термическую обработку сердцевины на заданный уровень статической прочности и поверхностную закалку с индукционного нагрева на твердость

HRC 55 60, отличающийся тем, что, с целью повышения качества звездочек за счет увеличения тре-. щиностойкости впадин зубьев, индукционную закалку осуществляют с охватом впадин зубьев ниже окружности впадин на величину 0,5 — 1 ее радиу146398б

Число циклов до разрушения; мпн

Образец

Характеристика

Термически улучшенный без закалки зубьев

Термически улучшенный и закаленный на 1.мм ниже впадины (0 5 радиуса впадины)

Термически улучшенный, закаленный на

1 мм ниже впадины и пластически деформированный по торцам иа 10 мм ниже впадины (5 радиусов впадины) предлагаемый способ

То же, но закаленный на 0,8 мм ниже впадины (0,4 радиуса впадины)

То же, что образец 3, но деформированный на 9 мм ниже впадины (4 радиуса впадины)

То же, что образец 3, но деформированный с ударным приложением нагрузки (Е3 = 0,3 Дж, Ен= 0,05 Дж)

То же, что образец 3, но деформированный с ударным приложением в закаленной ,зоне (E 3 =0,3 Дж) и статическим в не закаленной зоне (P„ = 2,7 кН) 2,1

0,7

2,0

1,4

1,6

1,95

1,9 са, а торцовые поверхности звездочки подвергают поверхностному пластическому деформированию в зоне окружности впадин и ниже окружности впа" дин на величину не менее 5 ее радиусов, при этом обкатку закаленной и незакаленной зон ведут с различными усилиями, определяемыми по формулам

6,и((Н С) дР

P =0 543 10 d 6 R и= ю т Э где P — усилие обкатки закаленной

3 зоны, кН;

Рн — усилие обкатки неэакален- ной зоны, кН;

HRC " твердость поверхности в закаленной зоне;

6, — предел текучести сердцевины, MIIa;

R — приведенный радиус кривизны деформирующего инструмента, мм; — требуемая толщина наклепанного слоя, мм, принимаемая равной 0,09 — 0,12 ширины звездочки.

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что поверхностное пластическое деформирование торцо5 вых поверхностей осуществляют с ударным приложением нагрузки при различной энергии удара в закаленной и не-закаленной зонах, при этом величина г энергии удара определяется по форму10 лам

Ез =0,451 10,Р (HRC) ь("

Ед =4,05 10 - с "" 6"" - R где E — энергия удара при деформировании закаленной эо15 ны Дж"

à — энергия удара при деформировании незакаленной зоHbl у Джа

2р 3. Способ по пп.1 и 2, о т л и " ч а ю шийся тем, что поверхностное пластическое деформирование тор":, цовых поверхностей в закаленной so- . не осуществляют с ударным приложени25 ем нагрузки с энергией удара f3 а в незакаленной — со статическим приложением нагрузки с усилием Р .