Способ упрочняющей обработки зубчатых колес

 

()982839

Союз Советсник

Социалистичесние

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 12.03.81 (21) 3303180/25-27 с присоединением заявки ЭЙ (23) Приоритет (5l)M. Кл.

Ф

В 21 H 5/02

6 74РРстеевя aeNNet

СССР ае делам изобретения и открытия

Опубликовано 23.12.82 Бюллетень № ч7

Дата опубликования описания 25 . 12 .82 (53) УДК 621 923 ° .77(088.8) (72) Авторь1 изобретения.

Ю,Д. Харитонов, A.È. Рагрин и В.С. Г

1 .

Ростовский ордена Трудового Красного Знамейй" """ -. государственный университет, - " ьО;. ::;;, (7!) Заявитель (54) СПОСОБ УПРОЧНЯЮЩЕЙ ОБРАБОТКИ

ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к упрочняющей обработке металлов давле" нием, и может быть использовано при производстве зубчатых колес.

Известен способ упрочнения деталей с выступами, включающий их пластическое деформирование сосредоточенным изгибающим усилием, прикладываемым к одной из сторон выступа. Одновременно с сосредоточенным изгибающим усилием с той же стороны выступа к его боковой поверхности дополнительно прикладывают распределенное по ней усилие (1).

Недостатком способа является то, что не производится удаление материала околополюсной зоны зубьев. У передач с зацеплением Новикова, имею" щих околополюсные участки с малыми углами профиля, эти участки имеют низкую контактную прочность, и их стремятся вывести из зацепления. При указанном способе упрочнения это возможно только за счет введения дополнительной операции.

Известен способ упрочняющей обработки зубчатых колес, при котором осуществляют пластическое деформирова5 ние зубьев усилием, действующим из общей впадины двух смежных зубьев, и одновременное формообразование околойолюсной зоны зубьев t 2j.

Недостатком способа является снижение усталостной прочности зубьев при упрочнении зубчатых колес с зацеплением Новикова, имеющих околополюсные участки с малыми углами профиля, за счет невозможности формообразования околополюсной зоны без захвата активного профиля зуба и искажения его формы.

Это объясняется тем, что для уве2о. личения зазора в околополюсной зоне необходимы ролики, имеющие выступы у которых меняется знак кривизны.

Цель изобретения — повышение усталостной прочности зубчатых колес с за3 98283 цеплением Новикова, имеющих околополюсные участки с малыми углами профиля.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу упрочняющей обработки зубчатых колес, при котором осуществляют пластическое деформирование зубьев усилием„ действующим из общей впадины двух смежных зубьев, и одновременное формообразование около- 10 полосной зоны зубьев, формообразование околополюсной зоны зубьев ос;уществляют пластическим деформированием с усилием, действующим из соседних впа-. дин, на глубину, равную 0,3-0,8 вели- 1s чины допустимого износа зубьев, а пластическое деформирование, действующее из зоны общей впадины двух смежных зубьев, осуществляют вне зоны полюса зуба. 26

Применение способа позволяет формировать пластически околополюсную зону зубьев с зацеплением Новикова без захвата активного профиля и без искажения его формы. Увеличивается 2$ отвод боковых поверхностей околополюсной зоны в зацеплении пары колес, повышается контактная и изгибная прочность и твердость материала зубьев, чу существенно повышает уста- 30 лостную прочность зубчатых колес.

Благодаря повышению твердости материала околополюсной зоны появляется воэможность выполнять отвод боковых поверхностей этой зоны в зацепле- З нии пары колес меньшей величины, чем глубина допустимого износа активных поверхностей зубьев при их эксплуатации, без снижения контактной прочности. 49

На чертеже показано устройство для упрочняющей обкатки зубчатых колес.

Устройство состоит из зубчатого колеса t с зубьями 2,,имеющими исходный контур с зацеплением Новикова ДЛЗ. и околополюсной зоны С1 О с малыми углами профиля. Зубчатое колесо i помещают на оправку (не показана ) между зубьями 2 устанавливают упрочняющий инструмент 3, помещенный в общей впа- о дине. Со сторон, противоположных упрочняемым на зубьях 2 устанавливают дополнительные инструменты 4, размещенные в соседних впадинах в околополюсной зоне С14 на диаметре делительной окружностиЭ, Упрочняющую обработку производят при следующих режимах. Упрочняющий инструмент 3 выполняют в виде ролика, профиль которого соответствует профилю активных поверхностей зубьев, а в средней зоне сделана выточка глубиной

0,5 мм на участке 3 мм. Технологическое усилие прижима ролика P = 8 тс.

Дополнительный инструмент 4 снабжен закаленными шариками диаметром 5 мм, на которые действует дополнительное технологическое усилие Р = 500 кгс.

Ролик и шарики прокатывают одновременно вдоль впадин и осуществляют пластическое деформирование материала зубьев, при этом B околополюсной

Упрочнение осуществляют следующим образом.

9 4

На упрочняющии инструмент 3 подают технологическое усилие Р прижима инструмента, действующее на упрочняемые зубья 2 из зоны общей впадины и осуществляющее пластическое деформирование материала зубьев.

Одновременно с этим упрочнением зубьев 2 осуществляют пластическое деформирование материала околополюсной зоны зуба a Ü дополнительным технологическим усилием F, действующим на дополнительный инструмент 4 с противоположной упрочняемой стороны зуба на глубину C.,,равную 0,5-0,8 величины допустимого износа активного профиля зубьев.

При этом для улучшения условий упрочнения околополюсной зоны 0 ц пластическое деформирование материала зубьев 2 технологическим усилием прижима инструмента 3, действующим из зоны общей впадины двух смежных зубьев 2, осуществляют вне зоны полюса зуба с© например, за счет исполнения

t инструмента 3 с соответствующими выточками в этой зоне. Затем последовательно подвергают аналогичной обработке все зубья упрочняемого колеса.

Так для зубчатого колеса, изготовленного из стали 45 с твердостью

НВ 285 и зубьями, имеющими исходный контур по ГОСТ 15023-69 (Передачи зубчатые цилиндрические с зацеплением Новикова с двумя линиями зацепления), модуль 10 мм, число зубьев 69 мм с параметрами зубьев, мм: радиус дуги, .образующей выпуклую часть проФиля (головку зуба ), 11,5; радиус дуги, образующей вогнутую часть профиля (ножку зуба), 12,7; значение величины допустимого износа зубьев при 3 1-0

Ф циклов зацепления составляет 1,1.

5,, 9828 зоне формируют выемку глубиной 0,7 мм, захватывающую 3,5 мм по высоте зуба.

За счет наклепа твердость поверхности повышается до HB = 360-380 ед.

По сравнению с базовым объектом и другими известными данный способ повышает усталостную прочность зубчатых колес с зацеплением Новикова, имеющих околополюсный участок с малыми углами профиля. Это достигается за счет выведения из зацепления слабой по контактной прочности зоны, формирования околополюсной зоны пластическим деформированием без искажения активного профиля выпукло-вогнутых участков, повышения твердости по" верхности и создания благоприятных остаточных напряжений. Разграничение сторон приложения технологических усилий позволяет формировать оптималь 10 ный с точки зрения концентрации напряI жения и прочности профиль околополюсной зоны беэ опасности переупрочнения материала у основания зубьев. формула изобретения zs

Способ упрочняющей обработки зубчатых колес, при котором осуществля39 6 ют пластическое деформирование зубь". ев, усилием, действующим иэ общей впадины двух смежных зубьев, и одновременное формообразование околополюсной зоны зубьев, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения усталостной прочности зубчатых колес с зацеплением Новикова, имеющих околополюсные участки с малыми углами профиля, формообразование околополюсной эоны зубьев осуществляют пластическим деформированием с усилием, действующим иэ соседних впадин, на глубину, равную 0,5-0,8 величины допустимого износа, при этом пластическое дебормирование, действующее из зоны общей впадины двух смежных зубьев, осуществляют вне зоны полюса зуба.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке li 2065957, 2. Патент Великобритании F 808865, кл; В 3 M, 1956 (прототип).

Составитель И. Ионов

Редактор P. Циника Техоед З.» - КоооекторИ. Коста

Заказ 9791/15 Тираж 702 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Носква, N-35 Раушская наб. д. 4/5

А 2 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4