Способ повышения изгибной прочности зубьев зубчатого колеса


 


Владельцы патента RU 2495303:

Мендрух Денис Николаевич (RU)
Мендрух Николай Викторович (RU)
Терзиева Наталья Сергеевна (RU)

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для повышения долговечности зубчатых передач механизмов и машин. Способ заключается в том, что производят нагружение вершины одного зуба с одной боковой его стороны статической нагрузкой, эквивалентной максимальной рабочей, и осуществляют упрочнение методом поверхностного пластического деформирования, например обработкой дробью, поверхности основания с этой боковой стороны до получения необходимой шероховатости поверхности. Затем нагружение прекращают, продолжая упрочнение поверхности основания до подтверждения необходимой ее шероховатости. Подобные действия повторяют с другой боковой стороны зуба, а затем, в той же последовательности, для всех остальных зубьев зубчатого колеса. Изобретением решается задача повышения изгибной прочности зубьев зубчатого колеса.

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для повышения долговечности зубчатых передач механизмов и машин.

Известен конструктивный способ повышения изгибной прочности зубьев зубчатых колес, заключающийся в выполнении переходной галтели между боковыми поверхностями зубьев и окружностями их впадин - см., например, «Гавриленко В.А. Зубчатые передачи в машиностроении. М., Машгиз, 1962. 532 стр. с илл.», стр.116.

Недостаток данного способа состоит в том, что выполнение галтелей не обеспечивает достаточной изгибной прочности зубьев, так как области оснований зубьев при работе колес в зацеплении подвержены наибольшим изгибающим моментам и являются участками наибольших концентраций напряжений. Это приводит к раскрытию под действием прилагаемых нагрузок микротрещин на этих участках, периодическое погружение зубьев способствует росту микротрещин, переходу их в категории трещин; при работе зубчатых колес со смазыванием, смазочный материал проникает под действием адгезионных сил в трещины, вызывая эффект расклинивания; рост трещин снижает изгибную прочность зубьев и может привести к их поломке.

В качестве прототипа взят технологический способ повышения изгибной прочности зубьев зубчатых колес, заключающийся в обработке поверхностей участков зубьев, подвергаемых при работе большим изгибающим моментам - в частности, поверхностей участков оснований зубьев, - методами поверхностного пластического деформирования (обкатывание, чеканка, обработка дробью и т.п.) - см. «Одинцов Л.Г. Упрочнение и отделка деталей поверхностным пластическим деформировнаием: Справочник. - М.: Машиностроение, 1987, 328 с., ил.», стр.24.

Недостаток данного способа состоит в недостаточной его эффективности, особенно при работе зубчатых колес со смазыванием, так как обработка поверхностей пластическим деформированием осуществляется в отсутствии сил, действующих на эти участки зубьев при работе колес в зацеплении; и микротрещины, изначально нейтрализованные пластическим деформированием под действием прилагаемых в зацеплении сил, особенно больших по величине, подвержены расширению, что снижает повышенную пластическим деформированием изгибную прочность.

Изобретением решается задача повышения изгибной прочности зубьев зубчатого колеса.

Для достижения указанной цели, производят нагружение вершины одного зуба с одной боковой его стороны статической нагрузкой, эквивалентной максимальной рабочей, и осуществляют упрочнение методом поверхностного пластического деформирования, например, обработкой дробью, поверхности основания с этой боковой стороны до получения необходимой шероховатости поверхности, затем нагружение прекращают, продолжая упрочнение поверхности основания до подтверждения необходимой ее шероховатости, после чего подобные действия повторяют с другой боковой стороны зуба, а затем - в той же последовательности - для всех остальных зубьев зубчатого колеса.

Реализуется предлагаемый способ следующим образом. Зубчатое колесо, в частности поверхности его зубчатого венца, очищают от загрязнений; производят нагружение вершины одного зуба с одной боковой его стороны статической нагрузкой, эквивалентной максимальной рабочей, и осуществляют упрочнение методом поверхностного пластического деформирования, например обработкой дробью, поверхности основания с этой боковой стороны до получения необходимой шероховатости поверхности, затем нагружение прекращают, продолжая упрочнение поверхности основания до подтверждения необходимой ее шероховатости, после чего подобные действия повторяют с другой боковой стороны зуба, а затем - в той же последовательности - для всех остальных зубьев зубчатого колеса.

По сравнению с прототипом, предлагаемый способ позволяет повысить изгибную прочность зубьев зубчатого колеса, особенно при тяжелых режимах их работы, так как предварительное нагружение зубьев перед пластическим поверхностным деформированием, стимулирует раскрытие микротрещин, а последующее пластическое деформирование (в режиме нагружения зубьев) способствует лучшему их завальцовыванию, после снятия нагрузки микротрещины закрываются более плотно, а последующее пластическое деформирование довершает процесс их завальцовывания.

Способ повышения изгибной прочности зубьев зубчатого колеса, преимущественно тяжелонагруженного, включающий упрочнение поверхностей оснований зубьев методом поверхностного пластического деформирования, отличающийся тем, что перед упрочнением поверхностей основания производят нагружение вершины одного зуба с одной боковой стороны зуба статической нагрузкой, эквивалентной максимальной рабочей, и осуществляют упрочнение поверхности основания с этой боковой стороны до получения необходимой шероховатости поверхности, затем нагружение прекращают, продолжая упрочнение поверхности основания до подтверждения необходимой ее шероховатости, после чего подобные действия повторяют с другой боковой стороны зуба, а затем - в той же последовательности - для всех остальных зубьев зубчатого колеса.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к применению состава для изготовления минимум одной детали регулирующего устройства автомобиля. .

Изобретение относится к усовершенствованной входной планетарной ступени для крупной коробки передач, предназначенной для турбинного ветроэлектрического генератора с мощностью, равной 500 кВт и более.

Изобретение относится к системе подвески мотоцикла, а также к звездочке для такой системы. .

Изобретение относится к машиностроению . .

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в приводных устройствах. .

Изобретение относится к поршневым двигателям, в частности к балансировочному валу поршневого двигателя. Уравновешивающий вал (1) включает опорную шейку (2), на которой уравновешивающий вал (1) установлен в подшипнике, участок (10), на котором зубчатое колесо (5) соединено с уравновешивающим валом без возможности проворота или на котором уравновешивающий вал (1) и зубчатое колесо (5) выполнены монолитно, и участок (8) дисбаланса, на котором расположен дисбаланс, причем зубчатое колесо выполнено из чугуна с шаровидным графитом с незакаленными зубьями (11). Изобретение также относится к зубчатому колесу для уравновешивающего вала и поршневому двигателю с установленным в нем уравновешивающим валом (1). В случае установки через подшипники скольжения уравновешивающий вал (1) может быть выполнен из стали или чугуна, а его опорные шейки (2) могут быть выполнены закаленными или незакаленными. Если уравновешивающий вал (1) устанавливается в подшипниках качения с прямым контактом тел качения с рабочей поверхностью подшипника, то его выполняют из стали, а опорную шейку закаливают. Изобретение направлено на повышение эксплуатационной стойкости. 3 н. и 20 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к изготовлению шестерней для приводных поездных систем, используемых для передачи высокого крутящего момента. Шестерня изготовлена из стали, имеющей следующий химический состав, мас.%: С: 0,1-0,40; Si: 0,35-3,0; Mn: 0,1-3,0; Cr: менее 0,2; Мо:0,1 или менее; P: 0,03 или менее; S: 0,15 или менее; Al: 0,05 или менее; N: 0,03 или менее; Fe и неизбежные примеси остальное. Шестерню подвергают науглероживанию для формирования науглероженного слоя на поверхности при низкой концентрации кислорода, охлаждению при низкой скорости охлаждения и закаливанию путем нагрева высокой плотностью энергии для аустенизации зоны, лежащей над сердцевинной частью и зубчатыми частями без аустенизации сердцевинной части, и быстрого охлаждения шестерни из такого состояния. Части поверхностного слоя зубчатых частей и зубчатая корневая часть являются частями с науглероженным слоем, остальная часть зубчатых частей и часть дисковой части, лежащая ниже науглероженного слоя, является частями с закаленным слоем, а зона дисковой части, лежащая глубже закаленного слоя, является зоной с незакаленным слоем. Получаемые шестерни имеют высокую твердость поверхностных и глубинных слоев без ее неоднородности, а также высокую точность формы. 2 н. и 12 з.п.ф-лы., 11 ил., 4 табл., 1 пр.

Изобретение относится к производству червячных редукторов и открытых червячных передач тихоходного типа, работающих с линейной скоростью вращения червячного колеса до 2 м/с, и предназначено для повышения износостойкости червячной пары. Для этого на рабочие поверхности витков (2) червяка (1) преимущественно лазерным методом наносят поперечные канавки (4) длиной, равной высоте витка червяка. Затем на рабочую поверхность витков червяка наносят равномерное покрытие (3) из износостойкого материала, после чего поперечные канавки заполняют антифрикционным материалом (5). Изобретение направлено на повышение срока службы тихоходных червячных передач. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к зубчатым передачам, и может быть использовано для зубчатых колес, работающих с перекосом валов. Для повышения контактной прочности зубьев зубчатых колес рабочие поверхности зубьев подвергают упрочнению путем повышения их твердости. Номинальную твердость, рассчитанную для случая контактирования зубьев по всей ширине их рабочих поверхностей, увеличивают по направлению смещения пятна контакта - от окружных плоскостей симметрии колес к торцам зубьев, доводя ее до максимальной величины у этих торцов. В результате повышается износостойкость зубьев зубчатых колес. 1 ил.
Изобретение относится к машиностроению, в частности - к деталям машин, и может быть использовано в реверсивных зубчатых передачах. Изобретением решается задача оптимизации упрочнения рабочих поверхностей зубьев зубчатых колес и снижения издержек при его выполнении. Способ упрочнения рабочих поверхностей зубьев зубчатых колес реверсивных зубчатых передач с разной величиной нагружения зубьев при прямом и обратном направлениях вращения колес состоит в том, что степень упрочнения задают разной для поверхностей, работающих при прямом и обратном направлениях вращения колес, причем эту степень задают прямопропорциональной величине нагружения зубьев при вращении колес в этих направлениях.
Наверх