Способ изготовления зубчатого колеса

 

Использование: область машиностроения . Цель - повышение долговечности зубчатых колес. Сущность изобретения заключается в том, что при работе зубчатых колес радиальные пазы, зубья которых заполнены упругим материалом, обеспечивают снижение виброактивности. Однако такие пазы являются концентраторами напряжений , что снижает долговечность зуба по усталостному критерию. Повышение долговечности таких зубчатых колес обеспечивается за счет снижения напряжений от пиковой амплитуды удельного импульса, который распространяется в виде волны сжатия растяжения в объеме материала зуба . Наличие демпфирующего элемента, расположенного под углом к оси симметрии зуба, вызывает излом фронта волны сжатия, интерференцию волн сжатия - растяжения и диссипацию энергии ударного импульса уже на границе двух сред. Наличие в объеме зуба слоя материала с большей, чем у основного материала, удельной плотностью позволяет снизить скорость ударной волны сжатия т.е. вызвать ее более ускоренное-затухание, т.к. скорость распространения ударной волны обратно пропорциональна плотности материала среды ее прохождения . 3 ил. (Л

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sl>s В 23 F 1/00, F 16 Н 55/17

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ния. 3 ил. (21) 4789557/08 (22) 27.11.89 (46) 30.04.93. Бюл. hh 16 (71) Криворожский горнорудный институт (72) Н.В.Кияновский (56) Авторское свидетельство СССР

ЬЬ 853251, кл. F 16 Н 54/18, 1981. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗУБЧАТОГО

КОЛЕСА (57) Использование; область машиностроения. Цель — повышение долговечности зубчатых колес. Сущность изобретения заключается в том, что. при работе зубчатых колес радиальные пазы, зубья которых заполнены упругим материалом, обеспечивают снижение виброактивности. Однако такие пазы являются концентраторами напряжений, что снижает долговечность зуба по усталостному критерию, Повышение долИзобретение относится к машиностроению и может быть использовано для повышения долговечности зубчатых колес.

Целью изобретения является повышение долговечности зубчатого колеса.

Предлагаемое изобретение представляет собой зубчатое колесо, зубья которого имеют радиальные пазы в которых размещены вставки. При этом пазы выполнены непараллельно образующим зуба, причем величина отклонения от параллельности задана в соответствии с зависимостью: а агсщ Ь/B где b — длина хорды на наибольшей высоте зуба;

<м SLJ, 1812009 А1 говечности таких зубчатых колес обеспечивается за счет снижения напряжений от пиковой амплитуды удельного импульса, который распространяется в виде волны сжатия растяжения в объеме материала зуба. Наличие демпфирующего элемента, расположенного под углом к оси симметрии зуба, вызывает излом фронта волны сжатия, интерференцию волн сжатия — растяжения и диссипацию энергии ударного импульса уже на границе двух сред. Наличие в объеме зуба слоя материала с большей, чем у основного материала, удельной плотностью позволяет снизить скорость ударной волны сжатия т,е. вызвать ее более ускоренное-затухание, т.к. скорость распространения ударной волны обратно пропорциональна плотности материала среды ее прохожде — длина зуба, а вставка выполнена из р» сплава большей чем у основного материала удельной плотности и неоднородной структуры, причем компоненты сплава обладают различными упругими свойствами.

Техническая сущность изобретения по- C) ясняется на фиг.1, где показан зуб 1 зубчатого ЧО колеса с радиальным пазом 2 на вершине, заполненным материалом 3 дпя осуптестепения волновой диссипации энергии приложенной нагрузки. Здесь же показаны основные геометрические обозначения и соотношения параметров колеса.

На фиг.1 показан эффект разрушения цельности фронта волны (сжатия-растяжения) при прохождении в материале зуба 1 от

1812009 приложенной ударной нагрузки с последующими перекрытиями и интерференции волн на границе двух сред 1/3, На фиг.3 показан эффект разрушения цельности фронта волны (сжатия-растяжения) при прохождении в материале заполнителя 3 паза 2 через разнородную структуру компонентов сплава (4,5) с различными их упругими свойствами.

Изобретение иллюстрируется следующим примером; зубчатое колесо с зубьями шириной В имеющими радиальные пазы шириной b расположенные под углом а arctg Ь/В к оси колеса и глубиной до 2,2m, которые заполнены сплавом с большей чем, у основно- . го материала, удельной плотностью, неоднородной структурой и значительным различием в упругих свойствах компонентов сплава, например, бабитом.

Долговечность описанного выше зубчатого колеса достигается за счет снижения напряжений от пиковой амплитуды уд,импульса, который распространяется в виде волнь сжатия-растяжения в объеме материала зуба. Наличие демпфирующего злемен-а расположенного под углом к оси симметрии зуба вызывает излом фронта волны сжатия, интерференцию волн сжатия-растяжения и диссипацию энергии ударного импульса уже на границе двух сред. Наличие в объеме зуба слоя материала с большей, чем у основного материала, удельной плотностью позволяет снизить скорость ударной волны сжатия т.е. вызвать ее более ускоренное затухание, так как скорость распространения ударной волны обратно пропорционально плотности материала среды ее прохождения.

Использовайие в качестве материала вставки, например, двухкомпонентного сплава с различными упругими свойствами компонентов (например, баббиты имеют структуру сплава состоящего иэ раствора. сурьмы в олове — HNIKBA фаза и твердых включений SnSb и Сизйп, что вмзывает разрыв фронта волны сжатия-растяжения, ее множественную дифракцию и соответственно„диссипацию энергии уд. импульса.

Следовательно, интеграция тех физических эффектов обусловленных настоящим, предложением обеспечивает достижение поставленной цели.

Формула изобретения

Способ изготовления зубчатого колеса, включающий обработку базового отверстия, формообразование зубьев, в радиальных пазах которых размещают вставки, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения долговечности, пазы выполняют непараллельно образующим зуба, причем величину отклонения от параллельности задают в соответствии с зависимостью a aictg. Ь/В, где Ь вЂ” длина хорды на полной высоте зуба,  — длина зуба, а вставки выполняют из сплава большей, чем у основного материала удельной плотности и неоднородной структуры, причем компоненты сплава обладают различными упругими свойствами.

1812009

Фие. 2

Редактор О. Стенина

Заказ 1549 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР l13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 .

Производственно-издательский комбинат "Патент". г. ужгород, ул. Гагарина, 101

2

Составитель Н. Кияновский

Texpee, M.MîðãåHòàë Корректор О. Кравцова