Способ повышения контактной прочности зубьев зубчатых колес

Авторы патента:

F16H55/17 - зубчатые колеса (червячные колеса F16H 55/22; звездочки цепных передач F16H 55/30)

Владельцы патента RU 2544474:

Мендрух Елена Николаевна (RU)
Мендрух Николай Викторович (RU)
Терзиева Наталья Сергеевна (RU)

Изобретение относится к машиностроению, в частности - к деталям машин, и может быть использовано в зубчатых передачах, преимущественно крупномодульных. Способ повышения контактной прочности зубьев зубчатых колес включает повышение твердости рабочих поверхностей зубьев. Твердость задается неравномерной вдоль указанных поверхностей, изменяющейся от максимальной - для участков с однопарным зацеплением, до минимальной - для участков с максимальной парностью зацепления. Изменение выполняется пропорционально изменению парности зацепления, а максимальная твердость соответствует расчетной для зубьев расчетного колеса. Обеспечивается повышение контактной прочности зубьев зубчатых колес и снижение издержек на его изготовление. 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению, а именно - к деталям машин, и может быть использовано в зубчатых передачах, преимущественно крупномодульных.

Известен способ повышения контактной прочности зубьев зубчатых колес, заключающийся в повышении твердости рабочих поверхностей зубьев - см., например, «Повышение надежности тяжелонагруженных зубчатых передач / М.Д. Генкин, М.А. Рыжов, Н.М. Рыжов. - М.: Машиностроение, 1981. - 232 с, ил.», стр.113.

Недостаток данного способа состоит в том, что повышение твердости осуществляется по всей площади рабочих поверхностей зубьев - равномерно, в то время как вследствие разной парности зацепления зубьев с зубьями парного колеса в передаче - вдоль высоты зубьев (длина рабочих поверхностей), имеет место разное удельное нагружение зубьев (их рабочих поверхностей); а выполнение одинакового упрочнения - по всей площади рабочих поверхностей зубьев - приводит к неоправданным расходам - рабочего времени, электроэнергии и т.п.

В качестве прототипа взят способ повышения контактной прочности зубьев зубчатых колес, заключающийся в повышении твердости рабочих поверхностей зубьев, например, методом закалки токами высокой частоты - см. «Проектирование механических передач: Учебно-справочное пособие для вузов / С.А. Чернавский, Г.А. Снесарев, Б.С. Козинцев и др. - 5-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1984. - 560 с., ил.», стр.85.

Недостатки прототипа - те же, что и у аналога.

Изобретением решается задача оптимизации повышения контактной прочности зубьев зубчатых колес и снижения издержек на его осуществление.

Способ повышения контактной прочности зубьев зубчатых колес включает повышение твердости рабочих поверхностей зубьев, причем твердость задается неравномерной вдоль этих поверхностей, изменяющейся от максимальной - для участков с однопарным зацеплением, до минимальной - для участков с максимальной парностью зацепления, причем это изменение выполняется пропорционально изменению парности зацепления, а максимальная твердость соответствует расчетной для зубьев расчетного колеса.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображены: зуб зубчатого колеса с диаграммой нагружения его рабочей поверхности - вид с торца зуба (фиг.1) и график изменения твердости рабочей поверхности зуба вдоль рабочей поверхности зуба (фиг.2).

На чертежах показаны: начальная окружность 1, окружность впадин 2, корень 3 зуба, вершина 4 зуба, ножка 5 зуба, головка 6 зуба, боковая поверхность 7 зуба, длина l рабочей поверхности зуба, нагрузка при однопарном зацеплении - F_п, нагрузка при двухпарном зацеплении - F_п/2, длины участков рабочей поверхности при однопарном зацеплении - l₁ и l₂, длина участка рабочей поверхности при двухпарном зацеплении - l₃; твердость НВ рабочей поверхности зуба.

При работе колеса в зацеплении с парным колесом в передаче рабочие поверхности зубьев на участках, прилегающих к корню 3 зуба и к его вершине 4 (соответственно - участки l₁ и l₂), работают в режиме двухпарного зацепления и подвержены нагрузке F_п/2, равной половине максимальной нагрузки F_п, которая имеет место при однопарном зацеплении - на участке l₃. Соответственно режиму нагружения изменяется и твердость НВ участков рабочей поверхности l - см. график (фиг.2).

По сравнению с прототипом, выполнение упрочнения участков рабочих поверхностей зубьев не одинаковым вдоль этих поверхностей, а с учетом нагружения этих участков - зависящим от парности зацепления, позволяет снизить временные и материальные затраты на проведение процесса упрочнения и тем самым - снизить себестоимость зубчатых колес в целом.

Способ повышения контактной прочности зубьев зубчатых колес, преимущественно крупномодульных, включающий повышение твердости рабочих поверхностей зубьев, отличающийся тем, что твердость задается неравномерной вдоль этих поверхностей, изменяющейся от максимальной - для участков с однопарным зацеплением, до минимальной - для участков с максимальной парностью зацепления, причем это изменение выполняется пропорционально изменению парности зацепления, а максимальная твердость соответствует расчетной для зубьев расчетного колеса.

Похожие патенты:

Зубчатое колесо // 2536286

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

Зубчатое колесо // 2534514

Изобретение относится к машиностроению, а именно к деталям машин, и может быть использовано в зубчатых передачах, смазываемых пластичными смазочными материалами. Зубчатое колесо содержит тело 1, зубчатый венец с зубьями 2, смазкоудерживающие карманы в виде полок 3 с бортиками 4, расположенные у торцов 5 зубьев вдоль всей длины их боковых поверхностей на одном уровне с ними с минимальным зазором Δ относительно торцов зубьев этого колеса и зубьев 10 сопряженного в передаче парного колеса.

Способ повышения контактной прочности зубьев зубчатых колес // 2534496

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.

Зубчатое колесо // 2534495

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.

Зубчатое колесо // 2532451

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.

Многоступенчатый планетарный механизм // 2532449

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

Зубчатое колесо // 2532325

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.

Зубчатое колесо // 2525944

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

Зубчатое колесо // 2525942

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

Зубчатая передача // 2525326

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.

Зубчатая передача с косозубым зацеплением // 2551251

Изобретение относится к машиностроению, а именно к зубчатым передачам. Зубчатая передача состоит из по меньшей мере двух сцепленных между собой цилиндрических зубчатых колес (1, 2) с косозубыми венцами (3, 4) и шириной зубьев (b). Первое цилиндрическое зубчатое колесо (1) имеет профиль зубьев (3a) при диаметре окружности вершин (DK1), а второе цилиндрическое зубчатое колесо (2) - профиль зубьев (4a) с диаметром окружности впадин (DF2). При этом первое цилиндрическое зубчатое колесо (1) имеет на каждом зубе по меньшей мере один простирающийся частично по ширине зуба выступ (5) профиля (3a) зуба, выходящий за диаметр окружности вершин (DK1), Выступ имеет по меньшей мере одну упорную поверхность (5a) для восприятия осевых усилий. Достигается повышение надёжности зубчатой передачи. 8 з.п. ф-лы, 2 ил.

Способ повышения контактной прочности зубьев зубчатого колеса // 2551601

Изобретение относится к машиностроению, а именно - к деталям машин, и может быть использовано в зубчатых передачах, зубчатые колеса которых при работе подвержены взаимному перекашиванию. Способ повышения контактной прочности зубьев зубчатого колеса включает обработку рабочих поверхностей зубьев с повышением их твердости. Твердость повышают в стороны от продольной оси симметрии рабочих поверхностей зубьев по направлению к их торцам. Повышение твердости задают прямо пропорционально повышению удельной нагрузки на единицу площади рабочих поверхностей зубьев в этих направлениях при взаимном перекашивании колес. Обеспечивается повышение контактной прочности зубьев зубчатых колес.

Зубчатое колесо // 2567689

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в высоконагруженных зубчатых передачах. Зубчатое колесо содержит обод с зубчатым венцом, ступицу, несущую диафрагму, жестко связанную с ободом и ступицей, и демпфирующий элемент, выполненный в виде лепесткового пластинчатого диска, установленного между ступицей и ободом и закрепленного внутренней частью на наружной поверхности ступицы, а наружной частью лепестков взаимодействующего с внутренней поверхностью обода. Наружная часть каждого лепестка пластинчатого диска снабжена по меньшей мере двумя торообразными выступами, расположенными концентрично один относительно другого с возможностью взаимодействия с внутренней поверхностью обода, выполненной конической. Внутренняя часть пластинчатого диска закреплена на наружной поверхности ступицы с помощью регулируемого упора, причем соотношения размеров пластинчатого диска, торообразных выступов и внутренней конической поверхности обода выбираются из условия обеспечения максимальной работы силы сухого трения между поверхностями выступов и внутренней конической поверхностью обода в режиме резонансных колебаний обода зубчатого колеса. Обеспечивается снижение амплитуды резонансных колебаний обода почти в 50 раз, тем самым существенно повышается надежность и долговечность работы зубчатого колеса. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

Полое зубчатое кольцо и способ его изготовления // 2567758

Изобретение относится к области механики, а именно к сварному полому зубчатому кольцу. Кольцо выполнено с открытой наружной и открытой внутренней периферией. По меньшей мере на одной из указанных периферий выполнена зубчатая структура. Кольцо имеет по меньшей мере одно сварное соединение, образованное стыковой сваркой оплавлением. Зубчатая структура образована посредством прокатки, обработки резанием или посредством комбинации обработки резанием и прокатки. Зубчатая структура может содержать гребни или косые зубья. Обеспечивается высокое качество и точность изготовления колец. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 7 ил.

Зубчатое колесо // 2580407

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в зубчатых передачах, преимущественно - крупномодульных. Зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с зубьями и пару кольцевых накладок, укрепленных на торцах зубьев и части тела колеса, прилегающей к зубчатому венцу. Ширина боковых поверхностей зубьев вдоль их высоты выполнена переменной, зависящей от кратности парности зацепления зубьев колеса, и обратно пропорциональной этой кратности. Ширина корня зуба равна ширине его ножки в области основной окружности. Обеспечивается оптимизация конструкции зубчатого колеса и снижение издержек на его изготовление. 2 ил.

Способ изготовления зубчатого колеса // 2584774

Изобретение относится к способу изготовления зубчатых колес, преимущественно с парой усиливающих кольцевых накладок. Способ включает раздельное изготовление тела колеса с зубчатым венцом и пары кольцевых накладок, с последующим жестким креплением последних на торцах зубьев зубчатого венца. При изготовлении кольцевых накладок, в них выполняют сквозные отверстия, продольные оси симметрии которых совпадают с торцевыми осями симметрии зубьев колеса. Форма отверстий задается аналогичной форме торцевых поверхностей зубьев. Тело колеса с зубчатым венцом устанавливают горизонтально. Совмещают с зубьями колеса с зубчатым венцом одну из кольцевых накладок. Прижимают накладку к торцам зубьев колеса. Заполняют отверстия в накладках металлическим порошком. Обрабатывают зоны отверстий в накладках индуктором, доводя порошок до расплавленного состояния, затем индуктор удаляют и, после затвердевания расплава, тело колеса с зубчатым венцом и укрепленной на венце кольцевой накладкой переворачивают на 180° и повторяют такие же операции со второй стороной зубчатого венца колеса и второй кольцевой накладкой. Достигается повышение надежности зубчатого колеса за счет установки накладок. 3 ил.

Способ изготовления зубчатого колеса // 2584785

Изобретение относится к способу изготовления зубчатых колес, преимущественно с парой усиливающих кольцевых накладок. Способ включает раздельное изготовление тела колеса с зубчатым венцом и пары кольцевых накладок, с последующим жестким креплением последних на торцах зубьев зубчатого венца. При изготовлении кольцевых накладок в них выполняют сквозные отверстия, продольные оси симметрии которых совпадают с торцевыми осями симметрии зубьев колеса. Тело колеса с зубчатым венцом устанавливают горизонтально. Совмещают с зубьями колеса с зубчатым венцом одну из кольцевых накладок. Прижимают накладку к торцам зубьев колеса. Заполняют отверстия в накладках металлическим порошком. Обрабатывают зоны отверстий в накладках индуктором, доводя порошок до расплавленного состояния, затем индуктор удаляют и, после затвердевания расплава, тело колеса с зубчатым венцом и укрепленной на венце кольцевой накладкой переворачивают на 180° и повторяют такие же операции со второй стороной зубчатого венца колеса и второй кольцевой накладкой. Достигается повышение надежности зубчатого колеса за счет установки накладок. 3 ил.

Зубчатое колесо // 2584788

Изобретение относится к машиностроению, в частности к деталям машин, и может быть использовано в зубчатых передачах, работающих со смазыванием. Зубчатое колесо содержит ступицу 1 с посадочным отверстием 2, зубчатый венец 3 и тело 4 в виде диска, в котором между ступицей и зубчатым венцом выполнены упорядоченные цилиндрические отверстия 5, расположенные по окружности, соосной с осью колеса. Каждое отверстие с обоих торцов тела перекрыто парой пробок 6 П-образного сечения в радиальной плоскости зубчатого колеса. Достигается уменьшение разбрызгивания смазки. 3 ил.

Зубчатое колесо // 2586740

Изобретение относится к деталям машин и может быть использовано в зубчатых передачах, смазываемых жидкими смазочными материалами методом погружения. Зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с зубьями, ширина боковых поверхностей которых на участках их головок с двухпарным зацеплением, смещенных в сторону вершин зубьев на величину осевого зазора передачи, равна половине ширины боковых поверхностей ножек. Зубчатое колесо также содержит пару торцевых кольцевых накладок, укрепленных на торцах зубьев и частях торцов тела, прилегающих к зубчатому венцу. Наружные диаметры внешних торцов накладок не меньше, чем диаметр окружности вершин зубьев. Наружные диаметры внутренних торцов накладок меньше, чем наружные диаметры их внешних торцов. Обеспечивается повышение качества смазывания. 1 ил.

Зубчатое колесо // 2586744

Изобретение относится к деталям машин и может быть использовано в зубчатых передачах. Зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с зубьями и пару кольцевых накладок с наружным диаметром, равным диаметру окружности вершин зубчатого венца, укрепленных на торцах зубьев и частях торцов тела, прилегающих к зубчатому венцу. На участках ножек зубьев ширина зубьев выполнена ступенчато изменяющейся и обратно пропорционально зависящей от кратности парности зацепления. Граница изменения ширины смещена в сторону оснований зубьев на величину радиального зазора для зубчатой передачи. Обеспечивается снижение издержек на изготовление зубчатого колеса и повышение прочности зубьев зубчатого венца. 2 ил.