Способ изготовления шестерни синхронизатора

 

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ШЕСТЕ НИ-СИНХРОНИЗАТОРА, включающий выполнение на внешней поверхности шестерни зубчатого венца и нанесе Направление Вращения Исходный. контур зуда HanpaS/ftHu Sxo&a покрытия на каждую головку зуба, причем последнее осуществляют путем периодического контактирования электрода электроискровых разрядников о боковую поверхность зуба, о тличающийся тем, что , с целью повьшения долговечности шестерни , покрытие наносят на толщину, равную 0,01-0,015 толщины зуба, в виде равномерных по профилю зуба утолщений грибообразной формы, расположенных у вершины зуба, с каждого торца с заходом на .боковую поверхность на длину, равную 1/3-1/7 длины указанных поверхностей, причем утолщение наносят электродом с твердостью 2,6-3,6 от твердости материала шестерни , а суммарную удельную плотность энергии разрядов выбирают равной 3,0-9,6 кДж/см .

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (1)4 F 16 D 23/02

1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

»г

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3738538/25-27 (22) 08.05.84 .(46) 07. 10.85. Бюл. ¹ 37 (72) Н.Я. Парканский, А.Е. Гитлевич, В.В, Михайлов, Г.Г. Рябко, Ю.С. Потапов, Н.П. Коваль и М.Л. Хайт (71) Институт прикладной физики

АН МССР (53) 621.825(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 155811, кл. С 21 D 7/02, 1968.

Авторское свидетельство СССР № 453273, кл, В 23 Р 1/18, 1974.

Поляков В.Ф., Барбаш И.Д. Ряховский О.А. Справочник по муфтам.

Л.: Машиностроение, 1979, с. 138. (54)(57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ EECTFPНИ-СИНХРОНИЗАТОРА, включающий выполнение на внешней поверхности шестерни зубчатого венца и нанесение

МПРаЮЛЕНиЕ

Юр щения

„„Я0„„1 3751 покрытия на каждую головку зуба, причем последнее осуществляют путем периодического контактирования электрода электроискровых разрядников о боковую поверхность зуба, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения долговечности шестерни, покрытие наносят на толщину, равную 0,01-0,015 толщины зуба, в виде равномерных по профилю зуба утолщений грибообразной формы, расположенных у вершины зуба, с каждого торца с заходом на боковую поверхность на длину, равную 1/3-1/7 длины указанных поверхностей, причем утолщение наносят электродом с твердостью

2,6-3,6 от твердости материала шестерни, а суммарную удельную плотность энергии разрядов выбирают равной 3,0-9,6 кДж/см

1 1183

Изобретение относится к машино= строению, в частности к синхронизирующим устройствам зубчатых колес, например коробки скоростей автомобиля. 5

Цель изобретения — повышение долговечности шестерни-синхронизатора.

С этой целью на каждый зуб шестерни у его вершины наносят покрытие в виде грибообразного утолщения. 10

Утолщение головки зуба из более твердого материала с одной стороны защищает его наиболее уязвимые участки поверхности как в процессе входа шестерен"синхронизаторов в зацепле- 15 ние (ведущей и ведомой), так и при дальнейшей эксплуатации коробки скоростей, а с другой — в процессе эксплуатации улучшает зацепление

1 шестерен-синхронизаторов, ибо лока- 20 лизует износ незащищенных участков боковых поверхностей в зонах, примыкающих к утолщению, что "усиливает" указанный профиль и исключает возможность выхода зубьев из зацепления.

Необходимость утолщения связана также с тем, что при входе шестеренсинхронизаторов в зацепление их поверхности испытывают ударные нагруз- 30 ки, что обусловливает их повышенный износ из-за сколов.

Экспериментально установлено, что толщину указанного покрытия следует выполнять в пределах 0,01 в З5

0,015 от толщины зуба.

При выходе за указанный интервал в сторону уменьшения твердости на.блюдается быстрый износ головки зубьев, а при использовании матери- 40 ала с большей твердостью — быстрое разрушение из-за возросшей хрупкости.

Способ изготовления шестерни-синхронизатора заключается в том, что сперва шестерню обрабатывают и полу- 45 чают на ее внешней поверхности зубчатый венец, Затем на торце головки каждого зуба и на участках боковых поверхностей, примыкающих к торцу, формируют с помощью электро- 50 искровых разрядов покрытие, образующее грибообразное утолщение, для чего осуществляют периодическое контактирование электрода-инструмента с обрабатываемыми участками голов- 55 ки зуба. Утолщение должно бьггь выполнено с заходом на боковую поверхность зуба на длину, равную 1/1-1/7

751 2 длины указанной поверхности. Если длина утолщения меньше 1/7 длины боковой поверхности зуба, то образованный выступ в процессе эксплуатации шестерни-синхронизатора быстро скалывается. Если же выполнить утолщение, длина которого превышает 1/3 длины боковой поверхности зуба, то оно затрудняет либо делает вообще невозможным зацепление зубьев сопрягаемой шестерни. Суммарная удельная плотность энергии разрядов (3,09,6 кДж/cM ) обеспечивает получение утолщения головки зуба на толщину, равную 0,01-0,015 толщины зуба, прочно сцепленного с подложкой, При обработке с суммарной удельной энергией, выходящей за приведенный интервал, в случае его уменьшения не удается создать долговечную конструкцию шестерни, так как высота покрытия оказывается меньшей 0,01 толщины зуба, и покрытие при эксплуатации быстро изнашивается.

При энергии разрядов большей

9,6 кДж/см формируется покрытие

2 высотой большей 0,015 толщины зуба, шероховатость его повышается, Нормальный вход шестерни в зацепление затрудняется, создается почва для скола покрытия.

Для того, чтобы сформировать утолщение с твердостью в 1,5-2,5 раза большей твердости материала шестерни, используют электрод-инструмент из материала, твердость которого в 2,6-3,6 раза больше твердости материала шестерни. Это объясняется тем, что покрытие, полученное с помощью электроискровых разрядов, мягче твердых композиционных сплавов, используемых для изготовления электрода-инструмента (анода), необходимого для упрочнения шестерни-синхронизатора из-за селективной эрозии.

Способ изготовления шестерни включает режимные характеристики.

Электроискровое легирование позволяет достаточно просто создать утолщение требуемых параметров, которое было бы надежно сцеплено с материалом основы и обеспечило бы его эксплуатационные характеристики.

Известно, что в силу специфики данного процесса твердость покрытия отличается от твердости материала электрода и обусловлена особенностя11 83751

Редактор А.Ксзориз Техред И.Асталош

Корректор В.Синицкая

Заказ 6253/38

Тираж 897 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ми взаимодействия эродируемого ма— териала анода с плазмой искрового разряда заданных энергетических параметров.

На чертеже показано синхронизирую- щее устройство коробки скоростей для реализации предлагаемого способа.

В синхронизирующем устройстве ведущая 1 и ведомая 2 шестерни-синхронизаторы несут на своих торцах 10 кулачковые зубья 3 и 4 соответственно. Головки зубьев 5 имеют утолщения 6.

При включении передачи ведущая шестерня-синхронизатор 1 перемещает- f5 ся в направлении, указанном стрелкой. При этом, из-за разности скоростей вращения шестерен 1 и 2 зубья 3 и 4 соударяются торцами, а затем, под действием осевой нагруз-20 ки, проскальзывают и зацепляются боковыми поверхностями. После этого ведомая шестерня 2 начинает синхронно вращаться с шестерней 1. При увеличении нагрузки на ведомую шес- 25 теряю 2, например, со стороны ведущего моста автомобиля выступы утолщений

6 зубьев 3 и 4 зацепляются, что исключает самопроизвольное расцепле— ние шестерен 1 и 2 под действием 30 осевой нагрузки. При выходе шестерен

1 и 2 в зацепление происходит ударное нагружение торцов головок зубьев и последующее нагружение рабочих поверхностей зубьев. В процессе

35 эксплуатации износу подвергается как торец, так и рабочая поверхность. Предложенная конструкция шестерни локализует износ на боковых поверхностях зубьев, в зоне, примыкающей к утолщению, так как удар более твердого торца головки при входе шестерен в зацепление приходится именно на эту часть поверхности. В процессе эксплуатации боковины зубьев испытывают и динамические нагрузки. Это также способствует формированию профиля зуба, обеспечивающего "анкерное" зацепление, препятствующее выходу шестерен из зацепления. Если проследить за движением зуба одной шестерни при входе шестерен в зацепление, то видно, что это движение происходит между зубьями второй шестерни вначале по утолщению, сформированного покрытием, далее наблюдается срыв с него на незащищенные боковые поверхности и продвижение вперед с периодическим контактированием твердой поверхности (с покрытием) утолщения головки с незащищенными боковыми поверхностями сопрягаемых зубьев.

Сформированное утолщение увеличивает эффект зацепления зубьев шестерен-синхронизаторов, который в процессе эксплуатации усиливается, тем, что при входе зубьев в зацепление и в процессе эксплуатации максимально локализует износ в зоне, примыкающей к утолщению, а также повышает долговечность работы шестерни-синхронизатора.