Способ повышения работоспособности тихоходных червячных передач



Способ повышения работоспособности тихоходных червячных передач
Способ повышения работоспособности тихоходных червячных передач

 


Владельцы патента RU 2509937:

Веселовский Александр Александрович (RU)

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 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.

Недостатками существующих тихоходных червячных передач является низкая стойкость контактных элементов червячной пары-червяка и чугунного червячного колеса. Поэтому такие червячные передачи имеют ограничения по окружной скорости и контактным нагрузкам.

Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является зубчатая передача, из описания которой ясен способ повышения износостойкости зубчатых колес, включающий нанесение на рабочую поверхность колеса равномерного слоя покрытия из износостойкого материала и выполнение на рабочей поверхности зубьев поперечных канавок с наполнителем. Причем покрытие наносят на ведомое колесо, а поперечные канавки выполняют на рабочей поверхности зубьев ведущего колеса и заполняют их износостойким материалом (см. патент РФ №2086837, F16H 55/08).

Однако рассмотренные меры повышения износостойкости были применены к зубчатым передачам, а к червячным не применялись. С другой стороны, такие передачи характеризуются высокими контактными напряжениями, возникающими в зубчатых колесах с выступающими над канавками слоем износостойкого покрытия, и появлением биения в зацеплении, что способствует образованию микротрещин и быстрому выходу колес из строя.

Задача, решаемая изобретением, заключается в повышении срока службы тихоходных червячных передач.

Технический результат обеспечивается снижением сил трения в зоне контакта рабочих элементов червячной передачи.

Поставленная задача решается тем, что в известном способе повышения износостойкости зубчатых колес, включающем нанесение на рабочую поверхность колес равномерного покрытия из износостойкого материала и выполнение на рабочей поверхности зубьев поперечных канавок с наполнителем, согласно изобретению, износостойкое покрытие равномерно нанесено на рабочую поверхность витков закаленного червяка, и не нанесено на зубья чугунного червячного колеса. На рабочих витках червяков выполнены поперечные канавки V-образной формы, длина которых равна высоте рабочей поверхности витков червяка. Канавки на рабочих поверхностях витков червяка выполняют до нанесения износостойкого покрытия преимущественно лазерным методом, и заполняют антифрикционным материалом. Глубина канавок равна толщине износостойкого покрытия, расположение канавок - под углом друг к другу по окружности рабочей площади витка червяка.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:

- на фиг.1 приведен фрагмент червяка с выполненными поперечными канавками;

- на фиг.2 схематично изображено выполнение канавок на контактной поверхности витка червяка.

Для наиболее полного раскрытия технической сущности заявляемого способа на фиг.1 и фиг.2 обозначены позициями: 1 - червяк; 2 - виток червяка; 3 - покрытие из износостойкого материала; 4 - поперечные канавки; 5 - антифрикционный материал, а также обозначены символами: h - толщина покрытия из износостойкого материала; t - шаг канавок; α - угол между боковой поверхностью канавки и перпендикуляром к нормали, проведенной к поверхности зубчатого колеса в месте выполнения канавки.

Способ повышения работоспособности тихоходных червячных передач осуществляют следующим образом:

На рабочие поверхности витков червяка 2 преимущественно лазерным методом наносят поперечные канавки 4 с шагом t и длиной, равной высоте витка червяка 2. Затем, на рабочую поверхность витков червяка 2 наносят равномерное износостойкое покрытие 3 термодиффузионным насыщением из порошковой среды, толщиной h. Наличие такого покрытия обеспечивает высокую твердость рабочих поверхностей витков червяка 2 и их износостойкость, а следовательно, увеличивает долговечность червячных передач..

Глубину канавок 4 задают равной толщине h износостойкого покрытия 3. Длина поперечной канавки 4 равна высоте контактной поверхности витка червяка 2, причем поперечные канавки 4 располагаются с обеих сторон витков червяка 2 симметрично с шагом t по контактной поверхности.

Величина шага t поперечных канавок 4 назначается в зависимости от условий нагружения червячной передачи и условий ее работы. При недостаточном количестве смазки при работе червячной передачи шаг t поперечных канавок 4 следует выбирать меньшей величины. С ростом нагруженности передачи вращающим моментом шаг t поперечных канавок уменьшается.

Рекомендуется выбирать угол α равным 10-15°.

После нанесения равномерного покрытия 3 из износостойкого материала поперечные канавки 4 заполняют антифрикционным материалом. Это обеспечивает более длительный срок эксплуатации червячной передачи, так как антифрикционный материал канавок значительно снижает коэффициент трения между рабочими поверхностями витков червяка 2 с износостойким покрытием.

Наполнение канавок антифрикционным материалом осуществляют любым известным способом.

Таким образом, заявленный способ позволяет увеличить ресурс работы червячной передачи, состоящей из закаленного червяка и чугунного червячного колеса на 15-30% в сравнении с аналогичными червячными передачами без конструктивных изменений, заявленных в данном способе, вследствие снижения коэффициента трения в контактной зоне.

1. Способ повышения работоспособности тихоходных червячных передач, включающий нанесение поперечных канавок с наполнителем преимущественно лазерным методом на рабочие поверхности витков червяка и равномерного износостойкого покрытия термодиффузионным насыщением из порошковой среды.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве наполнителя используется антифрикционный материал.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что канавки на рабочих поверхностях витков червяка выполняют до нанесения износостойкого покрытия преимущественно лазерным методом.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что глубина канавок равна толщине износостойкого покрытия, расположение канавок - под углом друг к другу по окружности рабочей площади витка червяка.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к машиностроению, в частности к предохранительным муфтам. Червячная предохранительная муфта содержит ведущий и ведомый валы, сопряженные между собой через червячную пару.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к червячно-роликовым передачам. Червячно-роликовая передача содержит червяк (1) и червячное колесо (2), в которое ввинчены винтовые стержни (3).

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в пространственных зацеплениях между ортогональными перекрещивающимися осями для передачи вращения и крутящего момента.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к червячным передачам, способам и оборудованию для их изготовления. .

Изобретение относится к машиностроению , к зубчатым передачам. .

Изобретение относится к области металлургии, а именно к изготовлению шестерней для приводных поездных систем, используемых для передачи высокого крутящего момента.

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 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.

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 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.
Наверх