CS231078B1

CS231078B1 - Gear wheels made of chrome-nickel-molybdenum steel

Info

Publication number: CS231078B1
Application number: CS502182A
Authority: CS
Inventors: Karel Nozar; Rudolf Janota; Josef Bystricky; Jan Drasky
Original assignee: Karel Nozar; Rudolf Janota; Josef Bystricky; Jan Drasky
Priority date: 1982-07-01
Filing date: 1982-07-01
Publication date: 1984-09-17
Also published as: DE3321327A1

Abstract

The invention relates to toothed wheels of chromium-nickel-molybdenum steel which, apart from iron, comprises 0.32 to 0.40% carbon, 1.3 to 1.7% chromium, 1.3 to 1.7% nickel, 0.5 to 0.8% manganese, 0.2 to 0.3% molybdenum, 0.15 to 0.40% silicon and up to 0.03% sulphur and up to 0.03% phosphorus, said toothed wheels having a module from 8 to 25 mm, and teeth which, following a gradual medium frequency gap heating process, are hardened by compressed air. As a result of the solution according to the invention, the dimensions of the hardened layer of the teeth are determined as a function of the shape and the module of the teeth, while the required mechanical values of the layer thus dimensioned are at the same time determined as a function of the effective loading of the hardened layer of the teeth by external forces. The toothed wheels are characterised in that the depth of the hardened layer of the teeth is from 0.2 to 0.44 times the module, or, at most, is equal to half the width of the tooth tip, and in that from the tooth surface to the tooth core at the same depth of the hardened layer the value of the effective hardness is greater than, or at least equal to, the value of the minimum required hardness derived from the effective tooth loading.

Description

Vynález se týká ozubených kol o modulu zubů 8 až ?5mm, u kterých se zuby po postupném středofrekvenčním mezerovém ohřevu povrchové kalí tltkoovým vzduchem.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to gears having a tooth modulus of 8 to 5 mm, in which the teeth are surface-hardened by jet air after successive mid-frequency gap heating.

Až ' dosud se pokusné trvalá pevnost zubů v ohybu ,Op'♦ nadále jen ďp , ozubených kol ' určovala na pokusných ozubených kolech se zuby po postupném indukčním mezerovém ohřevu povrchové kalenými různými kapalnými prostředky nebo směsí různých kapalných prostředků nebo jejich mlhou. Přitom se pro toto mezerové·· kalení zubů, u kterého se induktor nalézá v zubní mezeře a ohřívá sobé ležící boky dvou sousedních zubů a patu zubu spojující tyto dva zubní- · boky, požaduje jako předpoklad pro správné zakalení mezery zubů splnění celé řady podmínek. Mezi né patří výběr vhodných oceeí, které mají potřebné fytikálněmetalurgické vlastnosti. Dalšími hlavními podmínkami, které .musí být dodrženy, je respektován:- · schopnosti Rea^e^os^ ocelí, optimálního výchozího tepelného zpracován:- a výchozího strukturního · stavu ocelí před indukčním kalením, respektování optimálního tvaru induktoru a vhodných parametrů indukčního kalení, u kterého se správně vytvarovaný induktor plynule posouvá v kalené zubní mezeře při vhodné nastaveném regulátoru výkonu a .. posuvu indukčního zařízení pro kalení ozubených ko^ déle pak správné zakalení m^e^er zubů ' po indukčním ohřevu různými kapalnými ochlazujícími prostředky nebo jejich emulzemi.Heretofore, the experimental permanent tooth bending strength, Op ', has continued to be determined only on the toothed wheels on the experimental toothed wheels after successive induction gap heating, surface-quenched with different liquid compositions or mixtures of different liquid compositions or with a mist thereof. For this gap hardening of the teeth, in which the inductor is located in the tooth gap and heats the lying flanks of two adjacent teeth and the tooth base joining the two tooth flanks, a number of conditions are required as a precondition for correct tooth gap hardening. These include the selection of suitable steels having the necessary phytical-metallurgical properties. The other main conditions that must be observed are respected: - the ability of the reaction axes of steels, the optimum initial heat treatment, and the initial structural state of the steels before induction hardening, respecting the optimum shape of the inductor and suitable induction hardening parameters, wherein the properly formed inductor is continuously moved in the hardened tooth gap at a suitably set power regulator and the displacement of the induction device for hardening the toothed wheels, then the correct turbidity of the tooth gauge after induction heating with various liquid cooling agents or emulsions thereof.

231 078231 078

Nevýhodou současného indukčního mezerového · · kalení boků zubů ozubených kol·je reálné nebezpečí vzniku trhlin v kalené vrstvě zubu. Jedné se . o kalící trhlinky mikroskopických i meOrroskopických rozmarů, které nelze objevit při'běžných defektoskopických zkouškách. Důsledkem této . nevýhody bylo, že za základ pro stávající normalizované výpočty únosnosti ozubených kol se zuby indukčně mezerově kalenými kapalnými prostředky byly převzaty redukované ' hodnoty trvalých pevnoatí zubů v ' ohybu Cy l_im , jaké vyplynuly z rozptylových výsledků .dosažených při zkouškách, způsobených především mikrotrhlinkami v zakalené vrstvě zubů. Výpočtové hodnoty <fy proto u ozubených kol se · zuby cementovanými a kalenými, u kterých mikrotrhlinky v . zakalené vrstvi nevznikej při srovnán:! s hodnotami . platnými pro ozubená kola se zuby'indukčně mezerově kalenými asi o 40% ví^ší. DdIší . nevýhodou současného stavu je skutečnost, že pro hloubku potřebného zakalení indukčně kalených mezer zubů ozubených kol nebyl dosud stanoven vhodný vztah, který by · pro používaný rozsah modulů zubů, tj. \ od modulu zubů m=8mm až do modulu zubů m=25mm, stanovil potřebnou celkovou hloubku zakalení zubů v závislosti na tvaru a ’modulu zubů, při současném · stanovení mechanických hodnot vrstvy odpovídacích skutečnému zatížení zakalené vrstvy zubů.The disadvantage of the current induction gap · · hardening of the tooth flanks · is the real danger of cracks in the hardened tooth layer. One thing. quenching cracks of both microscopic and methroscopic whims that cannot be detected in conventional flaw detection tests. The consequence of this. disadvantage was that the basis for calculations normalized load current gear teeth induction hardened void liquid compositions were taken truncated "values of permanent teeth pevnoatí 'bend Cy l _im, which resulted from the scattering of the results for tests .dosažených caused mainly microcracks turbid layer of teeth. Calculation values <fy therefore for gears with cemented and hardened teeth, in which micro cracks in. Do not form a cloudy layer when compared:! with values. Applicable for gears with teeth induction gap hardened by about 40% greater. DdIší. The disadvantage of the present state is that for the depth of the required turbidity of the induction hardened gaps of the toothed gears, a suitable relationship has not been established so far that for the used range of tooth modules, ie from tooth module m = 8mm to tooth module m = 25mm the required overall hardening depth of the teeth depending on the shape and the modulus of the teeth, while determining the mechanical values of the layer corresponding to the actual loading of the hardened tooth layer.

Uvedené nedostatky odstraňují ozubená kola z chromnnklmolybdenové oceli, ma.lící kromě železa v hmoonostním složení 0,3% uhlíku, 1,44% chrómu, 1,6% niklu, 0,5₽% manganu, 0,2% molybdenu, 0,3% křemíku, 0,016% fosforu a 0,01% síry, o ·mo- ‘ dulu zubů 8 až 25mm se zuby po postupném středofrekvenčním mezerovém ohřevu kalenými tlakovým vzduchem, vyznalující se tím, že hloubka . zakalené vrstvy zubů ozubených kol je v rozsahu hodnot 0,2 až 0,44 modulu ·zubů menV nebo nejvýše rovna jedné po-3~ 231 078 lovině šířky svršku _zubu a že od povrchu zubu až do jádra zubu je v téže hloubce zakalené vrstvy hodnota skutečné tvrdost! větší · nebo nejméně rovna hodnotě minimálně·potřebné tvrdooti od* vožené od skutečného'zatížení zubu.These deficiencies are remedied by chromium-molybdenum steel gears having, in addition to iron, 0.3% carbon, 1.44% chromium, 1.6% nickel, 0.5₽% manganese, 0.2% molybdenum, 0, 3% silicon, 0.016% phosphorus, and 0.01% sulfur, having a tooth modulus of 8 to 25 mm with teeth after successive mid-frequency gap heating with hardened compressed air, characterized by depth. the turbine toothed tooth layer is in the range of 0.2 to 0.44 menV tooth modulus or at most equal to one-third of the tooth tooth width and that from the tooth surface to the tooth core there is a value of the turbid tooth depth Real hardness! greater than or equal to at least the amount of hardness required by the actual tooth load.

Podstatou vynálezu je tedysprávné stanovení rozměrů zakalené vrstvy zubu ozubeného kola při současném stanovení potřebných mechanických hodnot takto dimenzované vrstvy v závislosti od skutečného zatížení zakalené vrstvy _ zubů vnějšími silami. Při určování rozměrů zakalené vrstvy vychází řešení podle vynálezu z až dosud nepoužitého hlediska, kterým·se vylučuje překrytí zakalených vrstev v hlavové Části zubu kola^a zabraňuje tak při kalení sousedních mezer zubů dvojímu kalení hlavy zubů, jehož důsledkem je vznik trhlin v těchto mlatech. Řešením oodle vynálezu se proto určuje u ozubených kol s kladně korigovaným profilem zubu jako nejmenší šířka hlavy zubu _ s* _m£_n=0,4 modulu zubu. Celková maximáání hloubka zakalení jednoho boku zubu kola · · pro takto určený vztah může tedy být h^=0,2 modulu zubu. U ozubených kol s velkým počtem zubů a s nekorigovaným profilem zubů je meacimální šířka hlavy zubů rovna hodnotě asi s _ _ _« 0,88 modulu zub.u a maximáání hloubka zakalení jednoho boku zubu kola může tedy být h_c=0,44 modulu zubu. Přitom se zde jako celková hloubka zakalení jednoho boku zubu kola rozumí z maření tvrdosti vyplývájící hloubka zakalené vrstvy od povrchu zubu až k výběhu tvrdosti do jádra zubu. Skutečná hloubka zakalení jednoho boku zubu kola, ležící podle vynálezu v rozsahu hodnot h =0,2 až 0,44 modulu zubu, musí tedy být menňí nebo nejvýše rovna jedné polovině šířky svršku zubu kola. Kromě takto stanovené hloubky _ zakalené vrstvy zubuYola muuí podle vynálezu mít zakalená vrstva potřebné mechanické vlastm^a^i^rL, které musí s potřebnou bezpečnoosí odpovídat namahsní, kterému jeThe present invention is based on the correct determination of the dimensions of the hardened tooth layer of a toothed wheel, while at the same time determining the necessary mechanical values of such a dimensioned layer in dependence on the actual external load of the hardened toothed layer. In determining the dimensions of the haze layer, the present invention is based on a hitherto unused aspect which avoids overlapping of the haze layers in the head portion of the wheel tooth and thus avoids double quenching of the tooth heads when hardening adjacent tooth gaps, resulting in cracks in these grains. The solution according to the invention therefore determines, in the case of gears with a positively corrected tooth profile, the smallest width of the tooth head s * _m £ _n = 0.4 tooth module. Thus, the total maximum haze depth of one side of the tooth of the wheel · · for the relationship thus determined may be h ^ = 0.2 of the tooth module. For gearwheels with a large number of teeth and an uncorrected tooth profile, the tooth width of the tooth head is approximately equal to about 0.88 tooth module and the maximum depth of clouding of one side of the tooth tooth can thus be h _c = 0.44 tooth module. Here, the total hardening depth of one side of the tooth of a wheel is understood to mean the obstruction of the hardness resulting from the depth of the hardened layer from the tooth surface to the hardness run-out into the tooth core. The actual turbidity depth of one side of the tooth of the wheel, which according to the invention is in the range h = 0.2 to 0.44 of the tooth module, must therefore be less than or equal to one half of the width of the upper of the tooth of the wheel. In addition to the depth of the hardened tooth layer according to the invention, the hardened tooth layer according to the invention must have the necessary mechanical properties, which must, with the necessary safety, correspond to the stress which is

-4 - 231 078 J zakalená vrstva vystavena. Splnění tohoto požadavku . se zajišťuje již při konstrukci ozubenéhokola porovnáním mechanických vlastností zakalené vrstvy se zatížením zakalené vrstvy zubu kola vnějšími silami,. . j. porovnáním.průběhu tvrdosti zakalené vrstvy s průběhem na tvrdost převedené a od skutečného zatížení zubu stanovené meze pevnosti v tahu. Velikost modulu zubu kola, tvar zubu kola a průběh.tvrdosti v zakalené vrstvě zubu kola se již při konstrukciXkola stanoví tak,.aby vyhovoval uvedeným požadavkům podle vynálezu.-4-231,078 J cloudy layer exposed. Compliance with this requirement. is already provided during the construction of the gear wheel by comparing the mechanical properties of the hardened layer with the external forces loading of the hardened tooth layer of the wheel. . j. by comparing the hardness of the hardened layer with the course of the hardness converted to the tensile strength determined from the actual tooth load. The size of the wheel tooth module, the shape of the wheel tooth and the hardness profile in the turbid layer of the wheel tooth are already determined during the construction of the wheel to meet the requirements of the invention.

V dalším textu je uvedeno, jak byl pro způsob indukčního kalení zubů ozubených kol tlakovým vzduchem -zkouškami zjištěn pro ozubené kola nejvhodnňjší mateeiál, kterým je chromniklmo- , lybdenová ocel, nadále uváděná jen jako CrNiMo ocel, která má při srovnání s dosavadními ocelemi, z nichž některé mají i vyšší obsah legujících prvků, při dynamickém zatěžování nejvyšší trvalou pevnost v ohybu 6”y ц_т· Přitom je tato pevnost - nejméně rovna nebo větš^ než je tfy - cementovaných a objemově kalených ozubených kol vyrobených z chromHklových cemennačních occeí. Indukční mezerové kalení tlakovým vzduchem je metodou, při které 'se zuby po indukčním ohřevu oolhLazují z t^s^^tel^iei^2^t^Sn:í teploty v plynném médiu, které vylučuje ne'současnooti strukturních přeměn austenitu v indukčně . .ohřáté vrstvě, májcích rozhodující vliv na vznik pnuťových trhlin ve vytvrzené vrstvě zubu. Vzhledem k tomu, že se u takto zakalených zubů ozubených kol - trhlinky v zakalené vrstvě zubů ne tvoří ani při podmínkách běžné výroby, je tím pro stávajcí normmaizovaný výpočet ''m^nosi ozubených kol jako základ stanovena ňeredukovaná hodnota trvalé pevnnooti zubů v ohybu ďyHereinafter, for the method of induction hardening of toothed gears by compressed air-tests, the most suitable material for gears was found to be chromium-nickel-lybdenum steel, hereinafter referred to as CrNiMo steel, which has, compared to some of which have a higher content of alloying elements, the highest permanent bending strength of 6 ”y ц _т under dynamic loading. This strength is at least equal to or greater than three cemented and volumetrically hardened gears made of chromium carbon pricing steels. Induction compressive air gap quenching is a method in which the teeth, after induction heating, are hardened to a temperature in the gaseous medium which avoids the structural conversion of austenite into an inductive medium. A heated layer having a decisive effect on the formation of stress cracks in the hardened tooth layer. Since in such a hardened gear teeth - cracks in the hardened tooth layer are not formed even under normal production conditions, the current standardized calculation of the gearing of the gear wheels is based on the reduced value of permanent hardness of the teeth in the bending.

V současné době je z důvodů dosud nepoznaných před^osí způsob indukčního mezerového kalení zubů tlakovým vzduchem ne-At present, the method of induction gap hardening of teeth by compressed air is not

231 078 využíván, přestože je nejvýznamější metodou povrchového ztvrzování zubů kol, jak bude prokázáno dále. Jak je shora uvedeno, byla pro tuto metodu zkouškami stanovena z několika různých materiálů CrNiMo ocel, u které bylo zjištěno, že má největší hodnotu tfy ϋπΓ Tato CrNiMo ocel, ze které byla zkušební kola zhotovena, měla kromě železa následující hmotnostní složení v % : 0,32% uhlíku, 1,44.% chrómu, 1,62% niklu, 0,5₽% manganu, 0,28% molybdenu, 0,32% křemíku, 0,016% fosforu a 0,019% síry. Zkouškami zjištěná trvalá pevnost zubů v ohybu tohoto materiálu má nejmenší hodnotu <Гу = 357MPa. Jako výpočtová hodnota pro výpočet únosnosti ozubených kol podle československého normalizovaného výpočtu je stanovena hodnota ffy ц_т = 35OMPa. Tato hod-, nota je větší než hodnota tfy = 343MPa, která je tímto normalizovaným výpočtem stanovena pro československou chromniklovou ocel značky 16220, která je ocelí cementační a která má kromě železa následující hmotnostní složení v % 5 0,14 až 0,19% uhlíku, 0,7 až 0,9% manganu, 0,17 až 0,37% křemíku, 0,8 až 1,1% chrómu a 1,3 až 1,6% niklu. Této oceli značky 16220 odpovídá kupř. německá chromniklová cementační ocel značky 15CrNi6, která má kromě železa následující hmotnostní složení v % : 0,15% uhlíku, 0,50% manganu, 1,5% chrómu a 1,55% niklu. Indukčně mezerově kalěná ozubená kola podle vynálezu nahrazují kola vyrobená z chromniklových ocelí s cementovanými a kalenými zuby. Tím se dosahuje oproti stávajícímu stavu dvou až. trojnásobného snížení nákladů na tepelné zpracování oproti cementování a kalení, a dosahuje se dalších výhod, kterými jsou snížená deformace zubů zejména u tepelně zpracovaných rozměrných ozubených kol a možnost zařazení indukčního kalícího stroje přímo do výrobních linek.231 078, although it is the most important method of surface hardening of the wheel teeth, as will be shown below. As mentioned above, a number of different CrNiMo steels were found to have the greatest value of three for this method. The CrNiMo steel from which the test wheels were made had, in addition to iron, the following weight composition in%: 0 , 32% carbon, 1.44% chromium, 1.62% nickel, 0.5₽% manganese, 0.28% molybdenum, 0.32% silicon, 0.016% phosphorus, and 0.019% sulfur. The permanent bending strength of the teeth of this material has been found to have a minimum value of <Гу = 357MPa. The value ffy ц _т = 35OMPa is determined as the calculation value for the calculation of bearing capacity of gears according to the Czechoslovak standardized calculation. This value is greater than the value of tfy = 343MPa, which is determined by this normalized calculation for Czechoslovak chromium-nickel steel of the grade 16220, which is a cementation steel and which has, in addition to iron, the following weight composition in% 5 0.7 to 0.9% manganese, 0.17 to 0.37% silicon, 0.8 to 1.1% chromium, and 1.3 to 1.6% nickel. This 16220 steel corresponds to e.g. German chromium-nickel cementing steel of the brand 15CrNi6, which has, in addition to iron, the following weight composition in%: 0.15% carbon, 0.50% manganese, 1.5% chromium and 1.55% nickel. The induction gap hardened gears according to the invention replace wheels made of chromium-nickel steels with cemented and hardened teeth. This achieves two to three times the current state. three times the cost of heat treatment compared to cementing and quenching, and other benefits are achieved, such as reduced tooth deformation, especially for heat-treated bulky gear wheels, and the possibility of incorporating an induction hardening machine directly into production lines.

Na obr. 1 a 2 jsou znázorněna jako příklad ozubená kola podle vynálezu. Tato kol· byla vyrobena z CrNiMo ocele. Obr.11 and 2 show gears according to the invention as an example. This wheel was made of CrNiMo steel. Fig.1

231'078 znázorňuje zub a zubní mezeru ozubeného kola v měřítku 1:1.231'078 shows the tooth and tooth gap of the gear at 1: 1 scale.

Obr.2 znázorňuje průběhy skutečných a nejméně potřebných tvrdosti v kalené vrstvě zubu ozubeného kola.Fig. 2 shows the actual and least needed hardness curves in the hardened tooth of the gear.

Ozubená kola 10 podle obr.1 byla vyrobena z výkovků o průměru 300mm žíhaných na měkko, po opracování na průměr 270nm následovalo jejich zušlechtění kalením v oleji z teploty 86o°C a popouštění na teplotu 620^OC. Naměřená hodnota tvrdooti byla 269HB. Kontrolou mikrostruktury byl zjištěn sorbit. Ozubená kola IQ podle obr.1 mmia počet zubů _z«20 a modul zubů m=12mm. Průměr hlavové kružnice ozubených kol 10 byl D.=264mm,'orům^sr roztečné kružnice Dr=24<mm a průměr patní kružnice D.f=21Cmm. Kalení zubních mezer 15 ozubených kol 10 se provádělo.na zde ne^4201^^^ středofrekvenčním kalícím zařízení nro ozubená kola při.výkonu generátoru 35kW, rychhootí posuvu induktoru 5mmZs . a frekvenci 10kHz. Toot» zařízení bylo upraveno pro kalení tlakovým vzduchemoPo . provedení . zde nepopsaných . zkoušek dynamické úioonooti ozubených kol 10 na trvalou pevnost zubů v ohybu tfp . ι^ byly zjištěny zde nepopsaným m^a^i^c^o^-truktur^nr^m i ěikrostIu^kturníě šetřením celkové hloubky hc zakalené vrstvy 14 zubu 11 od povrchu zubu 12 až do jádra tzubu/T^viz obr.1. Výsledek těchto zkoušek znázorňuje graficky obr.2, sestávající ze souřadnice s. a pořadnice p, které se prooínají v bod* 0. Bod 0 a bod H . na souřadnnci s. z obrr2 odppvídaaí povrchu zubu 12 a jádru ² obr.1, takže vzdálenost 0HC na souřadnnci s z obrr2 znázorňuje v milimetrech celkovou hloubku h. zakalené vrstvy 14 z obr.1. Na obrr2 jsou na pořadnnci p znázorněny číselné hodnoty tvrdosti zakalené vrstvy 14 zubu 11 podle Vickerse HV. Bále je na obrr2 křivkou a znázorněn orůběh skutečné tvrdosti zakalené vrstvy na . roztečné kružnnci, od novrchu zubu 1J2 až do jádraíZubu/íjΓ_iíiz obr.1, a křivkou b. prů-7Gears 10 of Figure 1 was made from a 300 mm diameter forged annealed solder, after machining to a diameter of the additive followed 270N oil quenching from a temperature of 86o C and tempering at a temperature of 620 ^o C. The measured value was tvrdooti 269HB. Sorbitus was detected by microstructure control. The gears 10 according to FIG. 1 mm and the number of teeth 20 and the modulus of teeth m = 12mm. Tip diameter gear 10 to be D = 264 mm, 'Orum ^r = pitch circle 24 Dr <mm and a root diameter Df = 21cm. The hardening of the tooth gaps 15 of the gears 10 was carried out here in a medium frequency hardening device for gears at a generator output of 35 kW, an inductor feed rate of 5 mm 2. and a frequency of 10kHz. This device has been modified for compressed air hardening. design. not described here. Tests of Dynamic Impact of Gear Wheels 10 for permanent bending strength of teeth. They have been found by non-described microstructure structures by investigating the overall depth hc of the turbid layer 14 of the tooth 11 from the surface of the tooth 12 to the core of the tooth (T1), see Fig. 1. The result of these tests is shown graphically in Fig. 2, consisting of the coordinate s and ordinate p, which intersect at point * 0. Point 0 and point H. in FIG. 2 corresponds to the surface of the tooth 12 and the core ^{2 of} FIG. 1, so that the distance 0HC at FIG. 2 shows in millimeters the overall depth h of the turbidized layer 14 of FIG. Fig. 2 shows the numerical hardness values of the turbid layer 14 of the Vickers HV tooth 11. In addition, the curvature of the actual hardness of the turbidized layer is shown in FIG. kružnnci pitch from novrchu tooth 1J2 until jádraíZubu / íjΓ IIz _and Fig.1, and the curve b. The through-7

231 078 běh minimálně potřebné tvrdosti zakalené vrstvy na roztečné kružnici, odvozený od potřebného výpočtem stanoveného průběhu nejmenší meze pevnosti v tahu. Tento výpočet průběhu nejmenší meze pevnosti v tahu, odvislého od skutečného zatížení F vyvozeného na zub 11 při provozů, v daném případ² při únavových zkouškách, zde není uveden,nebot je známý. Na křivce b představuje rupř. bod В minimální hodnotu potřebné tvrdosti boku .zubu HV=457 v hloubce h_y=1,1mm zakalené vrstvy 14 zubu 11. V téže , hloubce Ji^ljlmm zakalené vrstvy 14 zubu 11 představuje na křivce a bod A hodnotu skutečné tvrdosti boku zubu HV=620,která je tedy větší než minimálně potřebná hodnota tvrdosti HV=457 představovaná bodem B. Dále je na obr.2 znázorněn křivkou c průběh skutečné tvrdosti zakalené vrstvy v patní kružnici, od povrchu zubu 12 až do jádra _Lzubu/í^,viz obr.1, a křivkou d průběh minimálně potřebné tvrdosti zakalené vrstvy v patní kružnici, odvozený od potřebného výpočtem stanoveného průběhu nejmenší meze pevnosti v tahu. Rovněž tento výpočet průběhu nejmenší meze pevnosti v tahu, odvislého od skutečného zatížení F vyvozeného na zub 11, v tomto případě opět při únavových zkouškách, zde není uveden, nebot je známý. Na křivce d představuje w<fpř. bod D minimální hodnotu potřebné tvťdosti HV=456 na povrchu v patě /6 zubu, v hloubce znázorněné na obr.2 na souřadnici a_ bodem O.V^;téže hloubce 0 představuje na křivce c bod C hodnotu skutečné tvrdosti HV=600, která je tedy na povrchu v patě/zubu^ viz obr.1, rovněž větší než minimálně potřebná hodnota tvrdosti HV=456, viz obr.2. Vzhledem к tomu, že podle křivky a z obr.2 je na souřadnici в vzdálenost OH , odpovídající celkové v* hloubce h zakalené vrstvy 14 z obr.1, rovna 4mm, ij. 0,3 mo• c dulu zubu m=12, nedošlo v hlavové kružnici D„ к dvojímu nroka— ’ —a231 078 running the minimum required hardness of the turbid layer on the pitch circle, derived from the required calculation of the determined minimum tensile strength. This calculation of the course of the smallest tensile strength, depending on the actual load F applied to the tooth 11 during operations, in the present case ² during the fatigue tests, is not given here, since it is known. On curve b represents a rup. point V the minimum value of the required tooth flank hardness HV = 457 at a depth h _y = 1.1mm of the hardened layer 14 of the tooth 11. At the same depth of the hardness layer 14 of the hardened tooth 11, = 620, which is greater than the minimum required level of hardness HV = 457 represented by point B in Figure 2 is further illustrated by the curve c waveform actual hardness of hardened layer on the base circle, from the tooth surface 12 to the core tooth _L / RS, see FIG. 1, and by curve d, the course of the minimum required hardness of the turbid layer in the heel circle, derived from the necessary calculation of the determined minimum tensile strength curve. Also this calculation of the course of the smallest tensile strength, depending on the actual load F applied to the tooth 11, in this case again in the fatigue tests, is not mentioned here, since it is known. On the curve d represents w <fp. point D the minimum value of the required hardness HV = 456 on the surface in the heel / 6 of the tooth, at the depth shown in FIG ^. At the same depth 0, on the curve c, point C represents the actual hardness value HV = 600, which is therefore also greater than the minimum hardness value HV = 456 on the surface in the heel / tooth (see FIG. 1), see FIG. Given that according to curve a of FIG. 2, at the co-ordinate v, the distance OH corresponding to the total depth h of the turbidized layer 14 of FIG. 1 is equal to 4mm, ij. 0.3 mo • c tooth point m = 12, there was no "double tooth" in head circle D

-е231 078 lení zubu 1_1, nebot u ozubených kol 10 byla Šířka svršku zubu •_a = E,34mm.-е231 078 Leni tooth 11, because the toothed wheels 10, the width of the upper tooth • _a = e 34 mm.

Na ozubených kolech 10 byly pro uvedenou CrNiMo ocel zjištěny minimální hodnoty trvalé pevnosti zubů v ohybu ČTy ц_т * 357MPa a maximální hodnoty ďy ц_т = 4l6MPa.U některých ozubených kol 10 nedošlo к ulomení zubů 11 ani po dosažení 5 miliónů zátěžných cyklů při napětí vyšším než бООМРа. Zuby 11 ozubených kol 10 byly rozřezány a metalografickou prohlídkou byly zjištovány kalící trhlinky v zakalené vrstvě 14, ve všech případech s negativním výsledkem. Správnost zkouškami stanovené hodnoty ďy » 35OMPa pro uvedenou CrNiMo ocel, jakožto výpočtové hodnoty pro výpočet únosnosti ozubených kol podle československého normalizovaného výpočtu, potvrdily i dále uvedené příznivé výsledky z praktického použití mnoha jiných kol dimenzovaných s touto hodnotou tfy » 35OMPa a se zakalenou vrstvou zubů ozubených kol provedenou podle vynálezu. Tisíce takto vyrobených kol pracuje bezporuchově již řadil let v převodovkách použitých pro nejtěžší provoz, tj. v převodovkách pro pohony válcovacích stolic, cementárenských mlýnů, velkorypadel a pásové dopravy pro povrchové uhelné doly. Tato ozubená kola jsou provedena v různých velikostech až do průměru tří metrů a s různě velkými moduly zubů od m=8mm až do ш » 25mm.On the gears 10, the minimum values of permanent bending strength of the teeth ČTy ц _т * 357MPa and the maximum values of γ _т 4416MPa were found for the CrNiMo steel. Some gears 10 did not break teeth 11 even after reaching 5 million stress cycles under stress higher than бООМРа. The teeth 11 of the gears 10 were cut and the quenching cracks in the turbid layer 14 were detected by metallographic examination, in all cases with a negative result. The accuracy of the tests determined by the values y »35OMPa for the mentioned CrNiMo steel as the calculation values for the calculation of the bearing capacity of the gears according to the Czechoslovak standardized calculation confirmed the following favorable results from practical use of many other wheels dimensioned with this tfy» 35OMPa value. wheels according to the invention. Thousands of wheels manufactured in this way have been working smoothly for years in gearboxes used for the most difficult operation, ie gearboxes for rolling mill drives, cement mills, large excavators and belt conveyors for surface coal mines. These gears are available in various sizes up to a diameter of three meters and with different sized tooth modules from m = 8mm up to ø »25mm.

Claims

OBJECT OF THE INVENTION Ž33 ‰

Toothed wheel, of chromium-molybdenum steel, containing by weight 0,32 to 0,40% carbon, 1,3 to 1,7% chromium, 1,3 to 1,7% nickel, up to 0.8% of manganese, 0.2 to 0.3% of molybdenum, 0.15 to 0.40% of silicon n to 0.03% of sulfur and up to 0.03% of phosphorus, with a tooth modulus of 8 to 25mm, ti ' teeth after successive three-frequency gap heating by hardened, compressed air, characterized in that the depth (b) of the cloudy layer. (14) the teeth (11) of the gears (10) are in the value range. 0 _r 2 to 0.44 of the tooth module (m) less than or equal to one half of the width of the tooth upper (s) and that from the tooth surface (0) to the tooth core (H _c ) is at the same depth (0, h) A hardness value (C, A) greater than or at least equal to the value of the minimum hardness derived from the actual tooth load (D, B).