Способ повышения контактной прочности зубьев зубчатых колес


 


Владельцы патента RU 2534496:

Мендрух Елена Николаевна (RU)
Мендрух Николай Викторович (RU)

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 зубчатым передачам, и может быть использовано для зубчатых колес, работающих с перекосом валов.

Известен способ повышения контактной прочности зубьев зубчатых колес, работающих с перекосом осей, заключающийся в том, что боковым рабочим поверхностям зубьев придают бочкообразную форму - см., например, «А.А. Старосельский, Д.Н. Гаркунов. Долговечность трущихся деталей машин. - М.: Машиностроение, 1967, 296 с. ил.», стр.184.

Недостаток данного способа состоит в том, что при бочкообразной форме рабочих поверхностей зубьев нагрузка, воспринимаемая зубьями от сопряженного в передаче колеса, воспринимается каждый раз зубьями в точке контакта, а не по линии, независимо от того, имеется перекос вала колеса или нет. Это снижает контактную прочность рабочих поверхностей зубьев колеса, способствует их пластическому деформированию, нарушению кинематики и динамики зубьев. Это способствует развитию изнашивания рабочих поверхностей и может привести к разрушению зубьев и выходу колеса из строя.

В качестве прототипа взят способ повышения контактной прочности зубьев, заключающийся в упрочнении рабочих поверхностей зубьев колеса, например, путем поверхностного пластического деформирования - см. «Одинцов Л.Г. Упрочнение и отделка деталей поверхностным пластическим деформированием: Справочник. - М.: Машиностроение, 1987, 328 с., ил., стр.103».

Недостаток прототипа состоит в том, что упрочнение осуществляется равномерно по всей ширине рабочих поверхностей зубьев колеса, без учета возможного перекоса вала, на котором установлено зубчатое колесо и при котором нагрузка воспринимается рабочей поверхностью зубьев не по всей их ширине, а только их частью. Это не обеспечивает требуемой контактной прочности этих участков рабочих поверхностей зубьев, что приводит к их пластической деформации, усиливает процессы их изнашивания и может привести к разрушению зубьев колеса и выходу колеса из строя.

Изобретением решается задача обеспечения номинальной контактной прочности рабочих поверхностей зубьев зубчатых колес при возможных перекосах валов, на которых они установлены.

Для этого способ включает упрочнение рабочих поверхностей зубьев зубчатых колес путем повышения их твердости, причем номинальную твердость, рассчитанную для случая контактирования зубьев по всей ширине их рабочих поверхностей, увеличивают по направлению смещения пятна - от окружных плоскостей симметрии колес к торцам зубьев, доводя ее до максимальной величины у этих торцов.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображен фрагмент зубчатого венца зубчатого колеса (вид с вершин зубьев) и совмещенный с ним график изменения твердости рабочих поверхностей зубьев по ширине их рабочих поверхностей - от одного торца зуба до другого.

На чертеже показаны: зубчатый венец 1, колеса, вершина 2 зуба, торцы 3 и 4 зуба, рабочие поверхности 5 и 6 зуба, ширина b зуба, окружная ось симметрии β-β зубчатого колеса.

Реализуется данный способ следующим образом. Для обеспечения требуемой контактной прочности рабочих поверхностей зубьев колеса эти поверхности подвергают упрочнению путем повышения их твердости. Это осуществляют одним из известных способов упрочнения - поверхностным пластическим деформированием, токами ТВ, лазерной обработкой и т.п. При отсутствии перекоса осей вала, на котором установлено зубчатое колесо, контактирование зубьев осуществляется по всей ширине (b) рабочих поверхностей (5, 6) зубьев - линии А-В и С-Д. А твердость (НВ) рабочих поверхностей рассчитывается как номинальная, одинаковая для всей ширины (b) рабочих поверхностей (см. график - прямая линия α-β-γ). При перекосе вала пятно контакта на рабочих поверхностях смещается - от окружностей плоскости симметрии (β-β) колеса к торцам (3, 4) зубьев. При этом возможны варианты смещения, в зависимости от конструкции зубчатой передачи и условий режима ее работы. Так, при смещении пятна контакта только в сторону одного торца колеса, повышение упрочнения (твердости НВ) рабочих поверхностей зубьев осуществляют только в одну сторону от окружной плоскости симметрии (β-β) колеса. Так, при смещении пятна контакта к торцу 4 зубчатого колеса график упрочнения (твердости НВ) будет представлять собой кривую линию α-β-ε; a при смещении пятна контакта к торцу 4 график упрочнения (твердости НВ) будет представлять собой кривую δ-β-γ. В случае смещения пятна контакта при работе колеса как к одному, так и к другому торцу (3, 4) колеса, график упрочнения (твердости НВ) будет представлять собой кривую δ-β-ε.

По сравнению с прототипом, предлагаемый способ обеспечивает необходимую контактную прочность рабочих поверхностей зубьев при перекосе валов зубчатых колес, предотвращает деформацию рабочих поверхностей зубьев, повышает их износостойкость и увеличивает долговечность зубчатых колес.

Способ повышения контактной прочности зубьев зубчатых колес, включающий упрочнение рабочих поверхностей зубьев путем повышения их твердости, отличающийся тем, что 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.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к машиностроению, а именно к деталям машин, и может быть использовано в нереверсивных зубчатых передачах. Зубчатое колесо содержит тело и зубчатый венец с зубьями, имеющими боковую рабочую и боковую нерабочую поверхности.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к деталям машин, и может быть использовано в зубчатых передачах. Зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с зубьями и пару кольцевых накладок, укрепленных на торцах зубьев и прилегающих к ним участках тела колеса.

Изобретение относится к многоступенчатым планетарным механизмам, используемым в автомобилестроении, в частности для открытия и закрытия крышек багажника автомобилей.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в зубчатых передачах, смазываемых пластичными смазочными материалами. Зубчатое колесо содержит тело 1, зубчатый венец с зубьями 2 и смазкоудерживающие карманы в виде полок 3, расположенных на торцах 5 зубьев вдоль всей длины их боковых поверхностей 6.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к деталям машин, и может быть использовано в открытых зубчатых передачах, смазываемых консистентными смазочными материалами.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в открытых зубчатых передачах, смазываемых периодически консистентными смазочными материалами.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к зубчатым передачам, и может быть использовано в тяжелонагруженных передачах с цилиндрическими колесами. Зубчатая передача содержит пару сопряженных зубчатых колес, состоящих из тела (1, 2) и зубчатого венца с зубьями.

Изобретение относится к зубчатым передачам открытого и закрытого типов с прямозубыми и косозубыми чугунными колесами. Способ повышения износостойкости чугунных зубчатых колес заключается в нанесении на поверхность колес равномерного покрытия из износостойкого материала и выполнении на рабочей поверхности зубьев поперечных канавок с наполнителем.

Изобретение относится к машиностроению, в частности - к зубчатым передачам, и может быть использовано в тяжелонагруженных зубчатых колесах. Зубчатое колесо содержит тело (1), зубчатый венец с зубьями (2) и пару торцевых кольцевых накладок, укрепленных на теле колеса и торцах зубьев.

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

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.

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 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