Способ упрочняющей обработки зубчатых колес

 

Брянский ордена "Знак Почета" институт транспортного машиностроения (71) Заявитель (54) СПОСОБ УПРОЧИЯЮЩЕИ ОБРАБОТКИ ЗУБЧАТЫХ

КОЛЕС

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении зуб-. чатых колес.

Известен способ притирки сопря>венной пары зубчатых колес, который вклю чает обкатку колес под рабочей на-. грузкой до получения отчетливого пятна контакта на каждом зубе и направленный съем металла с боковых поверхностей зубьев (1).

Недостатком известного способа является низкая производительность в связи с необходимостью точного определения расположения пятна кон- 15 такта и большими затратами времени на проведение механической обработки зубьев колеса.

Известен также способ упрочняющей обработки зубчатых колес, включающий нагрев венца обрабатываемого зубчатого колеса до температуры аустенизации, обкатку зубчатым обкатником до получения пятна контакта и закалку (2 J. 25

Недостатками данного способа являются низкая производительность, так как много времени затрачивается на точное определение расположения пятна контакта. Кроме того зубчатые колеса имеют сравнительно невысокие нагруэочные характеристики в связи с тем, что получить глубину закаленного слоя зубьев обрабатываемого ко» леса более 0,3 мм не представляется возможным иэ-за малой стойкости деформирующих роликов при пропускании очень больших (около 10000 А) токов.

Цель изобретения — повышение производительности качества обработки, и обеспечение возможности обработки крупномодульных зубчатых колес.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу упрочняющей обработки зубчатых .колес, включающему нагрев венца обрабатываемого зубчатого колеса дотемпературы аустенизации, обкатку зубчатым обкатником цо получения пятна контак» та и закалку, нагрев венца зубчатогО колеса и последующее охлаждение ведут одновременно с обкаткой, при этом в процессе охлаждения нагрузку при обкатке увеличивают пропорционально твердости, а для обеспечения возмож» ности обработки крупномодульных зубчатых колес, нагреву подвергают только один зуб, а обкатку ведут по его длине при совершении зубчатым обкат-, ником качательных движений.

975163

На фиг.1 по><азана установка для осуществления упрочияющей обработки зубчатых колес, вид сбоку, на фиг.2сечение А-й на фиг. 1, на фиг..3 сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 узел ) на фиг. 1. 5

B установку входит редуктор 1, закрепленный к основанию (не показано), со снятой верхней крышкой.

На промежуточном валу 2 и выходном валу 3 смонтированы обрабатываемые tO зубчатые колеса малого 4 и крупного 5 модулей. Сопря>тенные с ними колеса 4а и 5а установлены на входном валу 6 и промежуточном валу 2. С вход- .

/. ным валом 6 и выходным валом 3 сое-,: 5 динены электродвигатели 7 и 8 постоян ного тока, которые могут работать в режиме двигателя и генератора.

Для нагрева колеса малого модуля 4 установлен кольцевой индуктор 9,>о сваренный из отдельных медных трубок, охватывающих часть окру><ности колеса (фиг. 1 и 3), а для нагрева. колеса крупного модуля 5 — петлевой индуктор 10, охватывающий один зуб колеса. Индукторы 9 и 10 электрически связаны с установками ТВЧ (не показаны).

На выходном валу 3 с помощью хомута закреплена планка 11, поворот которой ограничивает упор 12 с переключателем (не показан), изменяющим направления вращения электродвигателя 8.

Редуктор 1 через трубу 13 соединен с гидравлическим насосогл 14 способ- гэ ным за 1-2 с заполнить внутренний объем редуктора закалочной жидкостью.

Установка работает следующим образом.

Обработка зубчатого колеса малого 40 модуля 4, Индуктор 10 поднят вверх и выключен, планка 11 удалена из редуктора.

Включает индуктор 9 и электродвигатель 7, вращающий колесо редуктора,45 и электродвигатель 8, работающий в режиме генератора (электротормоза).

При обкатке зубчатого колеса 4 его венец одновременно нагревают за счет наводимого индуктором 9 переменного магнитного пола. При дости><ении поверхностным слоем зубьев теглпературы аустенизации увеличивают генераторогл нагрузку в передаче и подвергают венец колеса 4 пластической деформации до получения пятна контакта по длине зуба. В этом случае сопря><енное зубчатое колесо 4а продеформирует поверхностный слой зубьев кОлеса 4 и ликвидирует погрешности изготовления и сборки <О элементов редуктора, обеспечив стопроцентное пятно контакта.

Для закалки зубчатого венца колеса 4 редуктор заполняют жидкостью с помощью гидронасоса 14. 6S

В процессе закалки при переходе аустенита в мартенсит происходит деформация венца и величина пятна контакта уменьшится до 60-70Ъ.

Для угленьшения величин деформации зубьев в процессе закалки увеличивают нагрузку в период обкатки передачи пропорционально увеличению твердости поверхностного слоя зубьев.

Пластическая деформация при структурных превращениях сних<ает величину термических искажений зубьев дальнейшей их приработкой и увеличивает ме:<анические характеристики поверхностного слоя зубьев за счет измельчения зерен аустенита и мартенсита.

Обработка зубчатого колеса крупного модуля.

Убирают индуктор 9, включают элект.. родвигатель 7 в режиме генератора (электротормоз) и устанавливают планку 11 по оси симметрии обрабатываемого зуба (фиг. 4). Редуктор за полняют закалочной жидкостью так, чтобы уровень был несколько выше упора 12.

Опускают вниз петлевой индуктор 10 как показано на фиг. 4, разогревают зуб до температуры аустенизации, поднимают петлевой индуктор 10 вверх и поворачивают колесо 5 электродвигателем 8 до контакта планки 11 с упо" ром 12, переключающим вращение электродвигателя 8 в обратную сторону. Таким образом обрабатываемому колесу сообщают качальные движения.

При поворотах разогретый зуб колеса 5 будет пластически деформирован на всю длину зубом сопряженного колеса 5а в плоскости разъема редуктора.

Пластическая.деформация устраняет погрешности изготовления и сборки редуктора и обеспечивает стопроцентное пятно контакта.

Опустившись ниже плоскости разъема редуктора, разогретый зуб попадает в закалочную жидкость и претерпевает структурные превращения, в ходе которых он несколько деформиру-. ется, Уменьшение величины деформации зуба в процессе закалки лостигается путем увеличения нагрузки при обкатке в передаче пропорционально увеличению твердости поверхностного слоя зуба и периодическими поворотами колеса вверх-вниз относительно плоскости разъегла редуктора.

Пример упрочняющей обработки зубчатых колес.

Параметры обрабатываемого зубчатого колеса малого глодуля:

Модуль зацепления, мм 3, Ширина колеса, мм 30, Число зубьев 50

Материал -сталь 4ОХНМА

Нагрев обрабатываеглогб г<ЖИса осуществляют индуктором ТВЧ при

975163

Формула изобретения

Ю юг. 7

600 оборотах колеса в минуту в течение 10-15 с. С повышением темпера" туры венца. до температуры аустениза ции 930-950 С увеличивают нагрузку до 100 кгс и ведут пластическую деформацию сопряженным зубчатым колесом на указанной нагрузке в течение 2 3 с °

В редуктор подают эакалочную жидкость (вода с антикоррозионными добавками) при необходимости уменьшают величину термических искажений зубьев с повышением твердости поверхностного слоя и пропорционально увеличивают нагрузку в зубчатой передаче до 700-800 кгс.

Параметры обрабатываемого колеса крупного модуля:

Модуль зацепления, мм 8

Ширина колеса, мм 20

Число зубьев 40

Материал сталь 40ХНМА.

Нагрев зуба осуществляют петле вым индуктором ТВЧ в течение 3-4 с, поворачивают колесо при нагрузке в передаче 150 кгс и ведут пласти,,ческую деформацию сопряженным зуб чатым колесом в плоскости разъема, поворачивая его вверх-вниз 6-10 раэ.

При необходимости уменьшить величину термических искажений зуба в процессе .закалки увеличивают нагрузку до

1000-1200 кгс.

Проведение нагрева, деформации и закалки зубчатых колес непосредственно в редукторе.поэволяет исключить оборудование, необходимое для установки, вращения и закалки зубчатых колес в процессе их термооб- . работки на установке ТВЧ, уменьшить время на приработку зубчатых колес при достижении требуемого пятна контакта. Кроме того, позволяет уве личить механические характеристики поверхностного слоя зубьев за счет совмещения операций пластической деформации с термическими операциямИ.

1. Способ упрочняющей обработки зубчатых колес, включающий нагрев венца обрабатываемого зубчатого колеса до температуры аустенизации, обf5 катку зубчатым обкатником до получе" ния пятна контакта и закалку, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения производительности и качества обработки, нагрев венца щ зубчатого колеса и последующее охлаждение ведут одновременно с обкаткой, при этом в процессе охлаждения нагрузку при.обкатке увеличивают пропорционально твердости.

2. Способ по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью обес" печения .возможности обработки крупномодульных зубчатых колес, нагреву подвергают только один зуб, а обкат ку ведут по его длине при совершении зубчатым обкатником качательных движений.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 452451, кл. В 23 F 19/02, 1970.

2 ° Авторское свидетельство СССР

0 722643, кл. В 21 Н 5/02, 1977 (прототип).

975!.6 3

5а 2 Л. Да.2

Составитель И.Ионов

Текред T.Ìàòo÷êà Корректор О,Билак

Редактор Т.Киселева

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4

Заказ 8887/12 Тираж 702 Подп исное

ВИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11 3035, Москва, )(-35, Раушская наб., д. 4/5