Зубчатая пара и способ ее изготовления

Зубчатая пара и способ ее изготовления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к машиностроению . Зубчатая пара содержит шестерню и зубчатое колесо, выполненные из чередующихся несущих и виброизолирующих слоев. Виброизолирующие слои шестерни расположены под углом к ее оси, меньшим угла наклона ее зуба. Виброизолирующие слои колеса расположены к его оси под углом, большим угла наклона его зубьев, и смещены в осевом направлении относительно виброизолирующих слоев шестерни. Виброизолирующие слои выполнены из порошкового материала со сквозной пористостью, заполненной смазочным материалом. Способ изготовления зубчатой пары включает перфорирование ленты до высоты зуба, размещение ее радиально в матрице прессформы, заполнение зазоров между матрицей и лентой металлическим порошком , имеющим температуру плавления выше температуры плавления материала .ленты, прессование, спекание при температуре плавления материала ленты, заполнение образующихся при спекании полостей демпфирующим материалом, в качестве которого используют порошковый материал, имеющий температуру плавления ниже температуры плавления материала ленты, отжиг при температуре спекания демфирующего материала, пропитку смазочным материалом и заглаживание пор со стороны нерабочих поверхностей зубьев. 2 н.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл. со с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (s1)s В 22 F 7/02, 5/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ V 4 (21) 4667747/02 (22) 27,03,89 (46) 07,03,92. Бюл, ¹ 9 (71) Белорусский политехнический институт (72) А,А.Кот, В.Ф,Горошко, В,Л.Басинюк и

В; Б.Чемисов (53) 621.762.864(088.8) (56) Патент Франции ¹ 2174430, кл. F 16 Н 55/17, 1971, Авторское свидетельство СССР

N 1325232, кл. В 22 F 7/02, 1987. (54) ЗУБЧАТАЯ ПАРА И СПОСОБ ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к машиностроению. Зубчатая пара содержит шестерню и зубчатое колесо, выполненные из чередующихся несущих и виброизолирующих слоев.

Виброизолирующие слои шестерни расположены под углом к ее оси, меньшим угла наклона ее зуба. Виброизолирующие слои колеса расположены к его оси под углом, большим угла наклона его зубьев, и смещены в осевом направлении относительно вибИзобретение относится к машиностроению и может быть использовано в порошковых зубчатых парах, работающих со значительными удельными скоростями, например, косоэубых и винтовых.

Известна зубчатая передача. включающая зацепляющиеся зубчатые колеса с расположенными эквидистантно поверхности зубьев чередующимися виброизолирующими и несущими слоями (1).

Недостатком данной конструкции передачи является низкая долговечность рабочих поверхностей зубьев при работе в условиях повышенных относительных скороизолирующих слоев шестерни. Виброизолирующие слои выполнены из порошкового материала со сквозной пористостью, заполненной смазочным материалом. Способ изготовления зубчатой пары включает перфорирование ленты до высоты зуба, размещение ее радиально в матрице прессформы, заполнение зазоров между матрицей и лентой металлическим порошком, имеющим температуру плавления выше температуры плавления материала ленты, прессование, спекание при температуре плавления материала ленты, заполнение образующихся при спекании полостей демпфирующим материалом, в качестве которого используют порошковый материал, имеющий температуру плавления ниже температуры плавления материала ленты, отжиг при температуре спекания демфирующего материала, пропитку смазочным материалом и заглаживание пор со стороны нерабочих поверхностей зубьев. 2 н.п, ф-лы, 3 ил., 1 табл. ростей скольжения из-за ограниченных возможностей их смазки и, как следствие, значительных износов.

Из известных наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является зубчатая пара, содержащая зацепляющиеся зубчатые колеса, содержащие расположенные эквидистантно профилю зубьев чередующиеся несущие и виброизолирующие слои, заполненные демпфирующим материалом (2), Недостатком известной конструкции является низкая долговечность пары при работе в условиях повышенных относитель1717284 ных скОростей скольжения вследствие ограниченных условий доступа смазки в зону контакта взаимодействующих поверхностей.

Наиболее близким к предлагаемому яв- 5 ляется способ изготовления зубчатых колес, включающий размещение перфорированной ленты в матрице, заполнение зазоров между матрицей и лентой металлическим порошком, имеющим температуру плавле- 10 ния выше температуры плавления материала ленты, прессование и спекание при температуре плавления материала ленты с последующим заполнением образующихся полостей демпфирующим материалом (2). 15

Существенным недостатком способа является жесткая связь между несущими слоями в зубьях, а также отсутствие их связи с посадочной поверхностью на ступице, что не позволяет постоянно подпитывать их 20 смазочным материалом и выдавливать его под нагрузкой в зону взаимодействия зубьев. Это в конечном счете снижает долговечность пары.

С целью повышения долговечности в 25 способе изготовления зубчатой пары, включающем перфорирование ленты и размещение ее в матрице, изготовление пресс-формы, заполнение зазоров между матрицей и лентой металлическим порош- 30 ком, имеющим температуру плавления выше температуры плавления материала ленты, прессование, спекание при температуре плавления материала ленты и заполнение образующихся при спекании полостей 35 демпфирующим материалом, перфорирование ленты осуществляют до высоты зуба, ленту размещают радиально, после заполнения полостей демпфирующим материалом проводят дополнительный отжиг при 40 температуре его спекания, причем в качестве демпфирующего материала используют порошковый материал, имеющий температуру плавления ниже температуры плавления материала ленты, после чего проводят 45 пропитку смазочным материалом и заглаживание пор со стороны нерабочих поверхностей зубьев.

Цель изобретения — повышение долговечности зубчатой передачи. 50

Поставленная цель достигается тем, что в зубчатой паре, содержащей шестерню и зубчатое колесо, выполненные из чередующихся несущих и виброизолирующих слоев, виброизолирующие слои шестерни распо- 55 ложены под углом к ее оси, меньшим угла наклона ее зуба, а виброизолирующие слои колеса расположены к его оси под углом, большим угла наклона ее зубьев, и смещены в осевом направлении относительн" виброизолирующих слоев шестерни, причем виброизолирующие слои выполнены из порошкового материала со сквозной пористостью, заполненной смазочным материалом.

На фиг. 1 показана зубчатая пара; на фиг. 2 — схема расположения виброизолирующих и несущих слоев; на фиг, 3 — схема размещения слоев в матрице.

Зубчатая пара состоит из зацепляющихся порошковых шестерни 1 и зубчатого колеса 2. В колесах 1, 2 выполнены чередующиеся виброиэолирующие 3 и несущие 4 слои, Виброизолирующие слои 3 выполнены из порошкового материала со сквозной пористостью, заполненной смазочным материалом, Слои 3 с одной стороны выходят на рабочие поверхности зубьев, а с другой — на внутреннюю посадочную поверхность ступицы и соединяются с проточками на валах для подачи смазки (не показаны). Со стороны торцов и головок зубьев пористость закрыта. Для нереверсивных передач пористость виброизолирующих слоев закрыта и со стороны нерабочих эвольвентных поверхностей зубьев.

Слои 3 расположены под углом у по отношению к оси колеса. Его значение лежит в пределах О< у< P для шестерниР< у <

<99 для колеса, где P — угол наклона зубьев, Расположение слоев под углом обеспечивает выдавливание смазки в зону взаимодействия зубьев непосредственно перед их контактом и исключает появление зазоров, Для исключения возможности нарушения геометрии зацепления при неодинаковой прирабатываемости виброизолирующих и несущих слоев на шестерне 1 и колесе 2 их смещают друг относительно друга, При работе передачи зубья шестерни 1 взаимодействуют с зубьями колеса 2, деформируют виброизолирующие слои 3, выдавливая из них смазку в зону контакта зубьев непосредственно перед их взаимо-. действием. Это обеспечивает улучшение условий смазывания и повышенный ресурс работоспособности косоэубых и винтовых зубчатых передач, работающих со значительными скоростями скольжения, Пример. Для оценки работоспособности зубчатых колес с различными величинами углов у ш и у к из материала на основе порошка ПЖЗМЗ с размерами фракций 68110 мкм изготовлена партия винтовых зубчатых колес, имеющих модуль rn = 1 мм, угол наклона P = 45, число зубьев z = 22, увеличенную высоту головок зубьев, ширину зубчатого венца 24 мм и наружный диаметр 32 мм, 1717284 50

При изготовлении заготовок для зубчатых колес в матрице размещают с угловым шагом 9-12 медные пластины, имеющие толщину 1, 2,мм, перфорированные отверстия диаметром 3 мм, расположенные в шахматном порядке с расстоянием между центрами 7 — 8 мм и выполненные до диаметра 27 мм. Перфорирование отверстий до диаметра 27 мм (диаметра впадин зубьев) позволяет надежно соединить при спекании разъединенные медными пластинами части зубчатого колеса, сохранив высокую податливость расположенных выше указан-. ного диаметра частей зубьев, при нагружении сжимающих порошковый слой со смазкой.

Далее осуществляют заполнение матрицы порошком на основе железа ПЖЗМЗ с добавлением графита 3% и легирующих компонентов (Cr, Ni по 1,5%). Затем осуществляют радиальное магнитно-импульсное прессование порошка на установке МИУ30/2 при давлении 480 МПа. После этого производят спекание при 1200 С, в процессе которого лента расплавляется, заполняя поры и образуя полости толщиной примерно 1,1 — 1,2 мм.

После этого производят заполнение указанных полостей порошком свинца с величиной фракций 50 — 60 мкм и спекание последнего без предварительного уплотнения при 280 С. При этом образовывается пористость 30 — 35%, Со стороны торцов и наружного диаметра поры закрываются пластическим деформированием путем обкатывания роликом на токарном станке со специальной наладкой.

После этого на заготовке нарезают зубчатый профиль и поры заполняют маслом марки "индустриальное 20".

Испытания осуществляются при скоростях скольжения 5,8 м/с на стенде с разомкнутыM силовым контуром, Критерием выбраковки служит фиксированная выработка на диаметре делительной окружности зубьев колеса, равная 0,25 мм.

Результаты испытаний приведены в таблице.

Наработка зубчатых колес, изготовленных известным способом, составляет 1020—

1210 ч, Наработка экспериментальных колес в среднем в 1,2 — 1,5 раза выше чем у

5 колес, изготовленных известным способом.

Кроме того, изготовленные по предлагаемому способу колеса имеют на 3-5 дБ меньшую виброакустическую активность.

Формула изобретения

10 1, Зубчатая пара, содержащая шестерню и зубчатое колесо, выполненные из чередующихся несущих и виброизолирующих слоев, отличающаяся тем, что, с целью повышения долговечности, виброизолирую15 щие слои шестерни расположены под углом к ее оси, меньшим угла наклона ее зуба, а виброизолирующие слои колеса расположены к его оси под углом, большим угла наклона ее зубьев, и смещены в осевом

20 направлении относительно виброизолирующих слоев шестерни, причем виброизолирующие слои выполнены из порошкового материала со сквозной пористостью, заполненной смазочным материалом.

25 2.Способ изготовления зубчатой пары, включающий перфорирование ленты и размещение ее в матрице, изготовление прессформы, заполнение зазоров между матрицей и лентой металлическим порош30 ком, имеющим температуру плавления выше температуры плавления материала ленты, прессование, спекание при температуре плавления материала ленты и заполнение образующихся при спекании полостей

35 демпфирующим материалом, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что. с целью повышения долговечности, перфорирование ленты осуществляют до высоты зуба, ленту размещают радиально, после заполнения полостей демпфирующим мате40 риалом проводят дополнительный отжиг при температуре его спекания, причем в качестве демпфирующего материала используют порошковый материал, имеющий температуру плавления ниже температуры

45 плавления материала ленты, после чего проводятт пропитку смазочным метериалом и заглаживание пор со стороны нерабочих по.верхностей зубьев.

1717284

Составитель И.Пойменова

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Т.Малец

Редактор О.Головач

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 836 Тираж Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5