Саеетн ";:.::нстрае СССР па дели", нгваретеннй н атнрытнй (53) УДК 621.833.12 (088.8) (72) Авторы изобретения В. А. Белый, В. Е. Старжинский, С. С. Песецкий, С. А. Осипенко и С. В. щербаков (71) Заявитель Институт механики металлополимерных систем АН Белорусской ССР (54) АРМИРОВАННОЕ ЗУБЧАТОЕ КОЛЕСО

Изобретение относится к конструированию и технологии изготовления зубчатых колес из полимерных материалов и может быть использовано различными машиностроительными предприятиями.

Известны разнообразные конструкции пластмассовых зубчатых колес, у которых, с целью повышения изгибной прочности, зубья армированы металлическими элементами.

Одним из главных критериев работоспособности таких колес является прочность сцепления полимерной облицовки с металлической арматурой. Крепление может быть механическим за счет заклинивания полимера в специально предусмотренных на арматуре пазах, выточках и т. д. (1), а также в результате образования на межфазной границе полимервЂ” металл адгезионных связей. Наиболее перспективно адгезионное крепление, обеспечивающее более высокую нагрузочную способность облицовок.

Формирование полимерной облицовки на металле осуществляется, как правило, литьем под давлением. Метод позволяет адгезионно закреплять полимер на металле непосредственно в литьевой форме и обеспечивает в ряде случаев достаточно высокую прочность сцепления (2).

Однако при этом не учитывается влияние внутренних напряжений на прочность и надежность адгезионного соединения, обусловленное различием в коэффициентах линейного термического расширения полимера и металла. Кроме того, адгезионное крепление облицовки затруднительно прежде всего в результате отрицательного влияния на прочность адгезионной связи усадочных внутренних напряжений, возникающих в слое полимера на дне впадин колеса, и касательных внутренних напряжений на границе раздела полимер вЂ” металл у торцов зубьев. В связи с этим колеса обладают пониженной эксплуатационной способностью из-за отслаивания полимерной облицовки.

15 Целью изобретения является сниженче внутренних напряжений в облицовке и повышение надежности адгезионной связи полимера с металлом.

Это достигается тем, что полимерная обли20 цовка выполнена толщиной 0,1 вЂ” 0,5 модуля с плавным уменьшением ее толщины, начиная с нижней границы активного профиля зуба, и разрывом по дну впадины.

С целью уменьшения краевых эффектов об25 лицовка выполнена и на торцовой поверхности зубьев арматуры.

На чертеже представлены варианты конструктивного выполнения армированного зубчатого колеса с двух- и односторонним полим р30 ным покрытием, где 1 вЂ” металлическая ар523221

Ф ор мул а изобретения

Составитель В. Апархов

Техред А. Камышникова

Корректоры: В. Йод и В. Яковлева

Редактор О. Юркова

Заказ 1676/5 Изд. М 1491 Тира>к 1!34 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2 матура, 2 вЂ” полимерная облицовка, 3 вЂ” нижняя граница активного профиля зуба, 4 вЂ” дно впадины.

Прочность сцепления облицовки с арматурой в предложенной конструкции зубчатого колеса определяется величиной касательных напряжений, действующих на межфазной границе. При постоянной толщине облицовки касательные напряжения локализируются на небольшом участке вблизи края облицовки, а их максимальное значение определяется суммарными усилиями, действующими в облицовке, и будет тем больше, чем толще облицовка.

Плавным уменьшением толщины облицовки, практически до нуля, достигается расширение зоны локализации касательных напряжений и снижение их до уровня, не оказывающего существенного влияния на прочность сцепления облицовки с арматурой. Как следует из результатов стендовых и эксплуатационных испытаний армированных зубчатых колес с адгезионным креплением облицовки на металле, их работоспособность существенно зависит от толщины полимерного покрытия. При этом для длительной эксплуатации в нагруженных приводах толщину полимерной облицовки целесообразно выбирать в пределах 0,1 вЂ” 0,5 модуля зубчатого колеса. В отдельных случаях в нагруженных передачах возникновение краевото эффекта и отслаивание полимера у краев зубьев может быть исключено при выходе облицовки на торцовые поверхности зубьев арматуры. Такое конструктивное выполнение полимерной облицовки обеспечивает более равномерное распределение в ней внутренних напряжений и воспринимаемой внешней нагрузки.

Использование зубчатых колес предлагаемой конструкции позволяет улучшить эксплуатационные характеристики, а также уменьшить расход дорогостоящих конструкционных термопластов, используемых при фор10 мировании облицовок.

1. Армированное зубчатое колесо, содержа15 щее металлическую арматуру с утоненными зубьями, облицованными адгезионно закрепленным на них слоем полимера, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью снижения внутренних напряжений в облицовке и повышения

20 надежности адгезионной связи полимера с металлом, полимерная облицовка выполнена толщиной 0,1 вЂ” 0,5 модуля с плавным уменьшением ее толщины, начиная с нижней границы активного профиля зуба, и разрывом по

25 дну впадины.

2. Колесо по п. 1, отл и ч а ю ще е с я тем, что, с целью уменьшения краевых эффектов, облицовка выполнена и на торцовой поверхности зубьев арматуры.

30 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: (1) Авт. св. № 210572, F 16Н 55/16,03.10.66. (2) Авт. св. № 290750, F 16Н 55/14, 04.11.68.