RU108815U1

RU108815U1 - MOTORCYCLE GEAR REAR STAR

Info

Publication number: RU108815U1
Application number: RU2011103753/11U
Authority: RU
Inventors: Александр Юрьевич Романов; Игорь Георгиевич Рудой
Original assignee: Александр Юрьевич Романов; Игорь Георгиевич Рудой
Priority date: 2011-02-03
Filing date: 2011-02-03
Publication date: 2011-09-27

Abstract

1. Задняя звезда зубчатой передачи мотоцикла, изготовленная из алюминиевого сплава, со сквозными выборками и с нанесенным на ее поверхность твердым покрытием, отличающаяся тем, что толщина твердого покрытия, нанесенного на поверхность зубьев и примыкающую к ним поверхность звезды, больше толщины покрытия, нанесенного на всю оставшуюся часть поверхности звезды. ! 2. Задняя звезда зубчатой передачи мотоцикла по п.1, отличающаяся тем, что толщина твердого покрытия, нанесенного на поверхность зубьев и примыкающую к ним поверхность звезды, составляет не менее 40 мкм. ! 3. Задняя звезда зубчатой передачи мотоцикла по п.1 или 2, отличающаяся тем, что твердое покрытие нанесено на поверхность зубьев и поверхность задней звезды, примыкающую к поверхности зубьев, на расстояние не более 10 мм. ! 4. Задняя звезда зубчатой передачи мотоцикла по п.1 или 2, отличающаяся тем, что твердое покрытие нанесено на поверхность зубьев и поверхность задней звезды, примыкающую к поверхности зубьев, на расстояние не более 3 мм. ! 5. Задняя звезда зубчатой передачи мотоцикла по п.1, отличающаяся тем, что толщина твердого покрытия, нанесенного на оставшуюся часть поверхности звезды, составляет не более 25 мкм. ! 6. Задняя звезда зубчатой передачи мотоцикла по п.1, отличающаяся тем, что толщина твердого покрытия, нанесенного на оставшуюся часть поверхности звезды, составляет не более 10 мкм. ! 7. Задняя звезда зубчатой передачи мотоцикла по п.1, отличающаяся тем, что твердое покрытие на поверхности звезды представляет собой твердое электрохимическое покрытие. ! 8. Задняя звезда зубчатой передачи мотоцикла по п.7, отличающаяся тем, что твердое покрытие поверх� 1. The rear star of the gear of the motorcycle, made of aluminum alloy, with through selections and with a hard coating applied to its surface, characterized in that the thickness of the hard coating applied to the tooth surface and the adjacent star surface is greater than the coating thickness applied to the rest of the star’s surface. ! 2. The rear gear star of the motorcycle according to claim 1, characterized in that the thickness of the hard coating deposited on the surface of the teeth and the adjacent surface of the star is at least 40 microns. ! 3. The rear star of the gear of a motorcycle according to claim 1 or 2, characterized in that the hard coating is applied to the surface of the teeth and the surface of the back star adjacent to the surface of the teeth, at a distance of not more than 10 mm ! 4. The rear star of the gear of a motorcycle according to claim 1 or 2, characterized in that the hard coating is applied to the surface of the teeth and the surface of the rear star adjacent to the surface of the teeth, at a distance of not more than 3 mm ! 5. The rear star of the gear of a motorcycle according to claim 1, characterized in that the thickness of the hard coating deposited on the remainder of the surface of the star is not more than 25 microns. ! 6. The rear gear star of a motorcycle according to claim 1, characterized in that the thickness of the hard coating deposited on the remainder of the surface of the star is not more than 10 microns. ! 7. The rear gear star of a motorcycle according to claim 1, characterized in that the hard coating on the surface of the star is a solid electrochemical coating. ! 8. The rear sprocket of a motorcycle gear according to claim 7, characterized in that the hard surface is

Description

Заявляемое техническое решение относится к звездам цепной передачи мотоцикла, точнее к ведомой звезде, располагающейся на заднем колесе мотоцикла (задней звезде).The claimed technical solution relates to the stars of a chain transmission of a motorcycle, more precisely to a driven star located on the rear wheel of the motorcycle (rear star).

Известна задняя звезда зубчатой передачи мотоцикла, изготовленная из стали, чаще всего используется сталь типа Ст45 или ее аналоги, которые имеют после термообработки твердость выше 210 единиц по Бриннелю и достаточно высокую износостойкость. Такие звезды выпускаются большим числом компаний-производителей комплектующих для мотоциклов и устанавливаются на современных серийных мотоциклах, число зубьев таких звезд, как правило, составляет 36÷48, а профиль зуба определяется, в том числе, используемой в мотоцикле цепью. Параметры цепей и зубьев применяемых в мотоциклетной передаче звезд в достаточной степени стандартизованы. В качестве примера производителя стальных звезд можно привести французскую компанию «AFAM Industries S.A.» ([1]: сайт в Интернете http://www.dc-afam.be/ или http://www.dc-afam.ru/). Стальные звезды демонстрируют высокую надежность и ресурс, однако значительный вес (600÷900 граммов в зависимости от количества зубьев) является существенным недостатком известного технического решения, особенно учитывая тот факт, что задняя звезда относится к неподрессоренной массе мотоцикла, уменьшение которой представляет значительный интерес.There is a well-known rear gear star of a motorcycle gear made of steel, steel of the St45 type or its analogues, which have a hardness higher than 210 Brinnell hardness and sufficiently high wear resistance after heat treatment, is most often used. Such stars are produced by a large number of motorcycle component manufacturers and are installed on modern serial motorcycles, the number of teeth of such stars, as a rule, is 36 ÷ 48, and the tooth profile is determined, inter alia, by the chain used in the motorcycle. The parameters of chains and teeth used in motorcycle transmission of stars are fairly standardized. An example of a steel star producer is the French company AFAM Industries S.A. ([1]: Internet site http://www.dc-afam.be/ or http://www.dc-afam.ru/). Steel stars demonstrate high reliability and resource, however, significant weight (600 ÷ 900 grams depending on the number of teeth) is a significant drawback of the known technical solution, especially considering the fact that the rear star belongs to the unsprung mass of the motorcycle, the reduction of which is of considerable interest.

Уменьшить вес задней звезды мотоцикла возможно при использовании более легких сплавов, прежде всего сплавов на основе алюминия, а также за счет применения сквозных выборок в материале звезды на тех ее участках, где возникающие при работе напряжения сравнительно невелики. Сквозные выборки используются и в стальных задних звездах зубчатой передачи мотоцикла, однако существенное снижение веса достигается именно за счет применения материала с существенно меньшей плотностью (около 2,8 г/см³ у высокопрочных алюминиевых сплавов по сравнению с ~7,8 г/см³ у сталей).It is possible to reduce the weight of the motorcycle's rear star by using lighter alloys, primarily aluminum-based alloys, as well as through the use of through samples in the star material in those areas where the stresses arising during operation are relatively small. Through samples are also used in steel sprocket gears of a motorcycle gear, however, a significant reduction in weight is achieved precisely through the use of material with a significantly lower density (about 2.8 g / cm ³ for high-strength aluminum alloys compared to ~ 7.8 g / cm ³ in steels).

Использование алюминия позволяет приблизительно вдвое снизить массу задней звезды, однако вследствие недостаточной твердости поверхности и низкой износостойкости алюминиевые звезды имеют низкий, до 5÷10 раз меньший по сравнению со стальными, ресурс.The use of aluminum makes it possible to approximately halve the mass of the sprocket, however, due to insufficient surface hardness and low wear resistance, aluminum stars have a low resource, up to 5–10 times less than steel ones.

Износ алюминиевых звезд носит прежде всего абразивный характер и связан с попаданием песка и грязи между роликами цепи и зубьями задней звезды, имеющей недостаточную твердость (даже высокопрочные алюминиевые сплавы имеют твердость не более 150÷160 единиц по Боинеллю). Увеличение ресурса алюминиевой задней звезды мотоцикла в этом случае может быть достигнуто нанесением на поверхность алюминиевой звезды повышающих износостойкость покрытий.The wear of aluminum stars is primarily abrasive and is associated with the ingress of sand and dirt between the chain rollers and the teeth of the rear star, which has insufficient hardness (even high-strength aluminum alloys have a hardness of not more than 150-160 Boinell units). An increase in the resource of the aluminum rear star of the motorcycle in this case can be achieved by applying to the surface of the aluminum star increasing the wear resistance of coatings.

Наиболее близким аналогом к заявляемому техническому решению (прототипом) является задняя звезда зубчатой передачи мотоцикла, изготовленная из алюминиевого сплава, со сквозными выборками и с нанесенным на ее поверхность твердым покрытием. Известное техническое решение применяется рядом производителей задних звезд мотоцикла, прежде всего звезд для спортивных мотоциклов, например компанией «AFAM Industries S.A.». В качестве твердого покрытия, как правило, используется твердое анодирование, то есть покрытие, нанесенное электрохимическим способом. Покрытие наносится на всю поверхность звезды (обычно за исключением небольших участков - «точек» - токоподвода, которые выбираются в таких местах, которые слабо подвержены коррозии и/или затем защищаются с помощью грунтовки или аналогичным способом), изготавливаемой, как правило, из сплава 7075 ([2]: http://www.dc-afam.ru/products_transmission_afam_alloyrearsprockets.html); аналогичные задние звезды представлены на сайте итальянской компании «RED Racing Parts» ([3]: http://www.redracingparts.coin/en/english.htm#english/motorbikesmotorcycles/partsandaccessories/finaltransmissions/rearsprocketsaftermarketrims/marvic.php). Технология твердого анодирования хорошо известна и подробно описана ([4]: Аверьянов Е.Е. «Справочник по анодированию». М.: Машиностроение, 1988 - 224 с.; [5]: Шрейдер А.В. «Оксидирование алюминия и его сплавов». М.: Металлургиздат, 1960 - 20 с.). Применение твердого анодного покрытия, а также (в некоторых моделях) дополнительных углублений с обеих сторон зубьев для более эффективного удаления абразивных частиц позволяет значительно увеличить ресурс известной алюминиевой звезды - до 60÷70% от ресурса стального аналога при существенном снижении ее веса. Например, согласно данным [3], алюминиевая задняя звезда с твердым анодным покрытием, состоящая из 40 зубьев и предназначенная для работы с 525-й мотоцепью, весит 360-370 граммов в то время как соответствующая стальная задняя звезда весит около 700 граммов. Укажем, что вес звезды снижается меньше, чем уменьшается плотность материала, из которого она изготовлена, поскольку толщина алюминиевой звезды в среднем больше, чем стальной. Однако, несмотря на значительное снижение веса и рост срока службы, известное техническое решение не обеспечивает достижение ресурса качественных стальных звезд и не позволяет реализовать минимальный вес алюминиевой звезды.The closest analogue to the claimed technical solution (prototype) is a rear gear star of a motorcycle gear made of aluminum alloy, with through selections and with a hard coating applied to its surface. A well-known technical solution is used by a number of manufacturers of motorcycle rear stars, primarily stars for sports motorcycles, for example, AFAM Industries S.A. As a hard coating, as a rule, solid anodizing is used, that is, a coating deposited by an electrochemical method. The coating is applied to the entire surface of the star (usually with the exception of small areas - “points” - of the current supply, which are selected in places that are slightly susceptible to corrosion and / or then protected with a primer or similar method), usually made of alloy 7075 ([2]: http://www.dc-afam.ru/products_transmission_afam_alloyrearsprockets.html); similar rear stars are presented on the website of the Italian company “RED Racing Parts” ([3]: http://www.redracingparts.coin/en/english.htm#english/motorbikesmotorcycles/partsandaccessories/finaltransmissions/rearsprocketsaftermarketrims/marvic.php). The technology of solid anodizing is well known and described in detail ([4]: Averyanov EE, “Anodizing Handbook.” M.: Mashinostroenie, 1988 - 224 p .; [5]: A. Schreider “Oxidation of aluminum and its alloys ". M.: Metallurgizdat, 1960 - 20 p.). The use of a solid anode coating, as well as (in some models) additional recesses on both sides of the teeth for more efficient removal of abrasive particles, can significantly increase the resource of a known aluminum star - up to 60 ÷ 70% of the resource of a steel analog with a significant reduction in its weight. For example, according to [3], a solid anode coated aluminum sprocket, consisting of 40 teeth and designed to work with the 525th motor chain, weighs 360-370 grams, while the corresponding steel chainring weighs about 700 grams. We point out that the weight of a star decreases less than the density of the material from which it is made decreases, since the thickness of an aluminum star is on average greater than that of steel. However, despite a significant reduction in weight and an increase in service life, the known technical solution does not ensure the achievement of a resource of high-quality steel stars and does not allow to realize the minimum weight of an aluminum star.

Техническим результатом заявляемой полезной модели является увеличение ресурса и снижение веса задней звезды зубчатой передачи мотоцикла.The technical result of the claimed utility model is to increase the resource and reduce the weight of the rear gear of the motorcycle gear.

Технический результат достигается тем, что в задней звезде зубчатой передачи мотоцикла, изготовленной из алюминиевого сплава, со сквозными выборками и с нанесенным на ее поверхность твердым покрытием, толщина твердого покрытия, нанесенного на поверхность зубьев и примыкающую к ним поверхность звезды больше толщины покрытия, нанесенного на всю оставшуюся часть поверхности звезды. Толщина твердого покрытия, нанесенного на поверхность зубьев и примыкающую к ним поверхность звезды составляет не менее 40 мкм. Твердое покрытие нанесено на поверхность зубьев и поверхность задней звезды, примыкающую к поверхности зубьев на расстояние не более, 10 мм. Твердое покрытие нанесено на поверхность зубьев и поверхность задней звезды, примыкающую к поверхности зубьев на расстояние не более 3 мм. Толщина твердого покрытия, нанесенного на оставшуюся часть поверхности звезды, составляет не более 25 мкм. Толщина твердого покрытия, нанесенного на оставшуюся часть поверхности звезды составляет не более 10 мкм. Твердое покрытие на поверхности звезды представляет собой твердое электрохимическое покрытие. Твердое покрытие поверхности звезды выполнено методом микродугового оксидирования. Твердое покрытие поверхности звезды выполнено методом анодирования. Твердое электрохимическое покрытие поверхности зубьев и примыкающей к ним поверхности звезды выполнено методом микродугового оксидирования, а твердое покрытие оставшейся части поверхности звезды выполнено методом анодирования.The technical result is achieved by the fact that in the rear gear star of a motorcycle made of aluminum alloy, with through-selections and with a hard coating applied to its surface, the thickness of the hard coating applied to the teeth surface and the adjacent star surface is greater than the coating thickness applied to the rest of the star’s surface. The thickness of the hard coating deposited on the surface of the teeth and the adjacent surface of the star is at least 40 microns. A hard coating is applied to the surface of the teeth and the surface of the sprocket adjacent to the surface of the teeth at a distance of not more than 10 mm. A hard coating is applied to the surface of the teeth and the surface of the sprocket adjacent to the surface of the teeth at a distance of not more than 3 mm. The thickness of the hard coating deposited on the remainder of the surface of the star is not more than 25 microns. The thickness of the hard coating deposited on the remainder of the surface of the star is not more than 10 microns. The hard coating on the surface of a star is a solid electrochemical coating. The hard surface of the star is made by the microarc oxidation method. The hard surface of the star is anodized. The hard electrochemical coating of the tooth surface and the adjacent surface of the star was performed by the microarc oxidation method, and the hard coating of the remaining part of the star surface was made by the anodization method.

На фиг.1 показан участок задней звезды мотоцикла, 1 - поверхность зубьев, включающая как непосредственно области контакта с роликами, так и «боковую» поверхность зуба и примыкающая к зубьям поверхность звезды, 2 - оставшаяся (остальная) часть поверхности звезды.Figure 1 shows a portion of the rear star of the motorcycle, 1 - the surface of the teeth, including directly the contact area with the rollers, and the "side" surface of the tooth and the surface of the star adjacent to the teeth, 2 - the remaining (remaining) part of the surface of the star.

В заявляемом техническом решении толщина нанесенного на различные участки поверхности алюминиевой звезды твердого покрытия отличается, предпочтительно значительно отличается. Это оказалось принципиально важным для достижения заявляемого технического результата, поскольку роль твердого покрытия существенно разная на различных участках задней звезды. Если в зоне абразивного износа роль твердого покрытия положительна и обеспечивает увеличение ресурса, то в остальных областях звезды покрытие приводит к снижению предела усталости и, соответственно, к уменьшению срока службы. Таким образом, при нанесении твердого покрытия конкурируют два противоположных процесса: повышение износостойкости поверхности и снижение ее (поверхности) сопротивления усталостным нагрузкам.In the claimed technical solution, the thickness of the hard coating deposited on different parts of the surface of the aluminum star is different, preferably significantly different. This turned out to be fundamentally important for achieving the claimed technical result, since the role of the hard coating is significantly different in different areas of the rear star. If the role of hard coating is positive in the abrasive wear zone and provides an increase in resource, then in other areas of the star the coating leads to a decrease in the fatigue limit and, consequently, to a decrease in the service life. Thus, when applying a hard coating, two opposing processes compete: an increase in the wear resistance of the surface and a decrease in its (surface) resistance to fatigue loads.

Снижение предела усталости алюминиевых сплавов при нанесении твердых покрытий и особенно при увеличении их (покрытий) толщины известно ([6]: Верник С., Пиннер Р., «Химическая и электролитическая обработка алюминия и его сплавов». Л-д.: Судпромгиз, 1960 - 387 с.). С другой стороны, требуемый уровень износостойкости достигается при достаточно «толстом» твердом покрытии, обычно не менее 40 мкм. В заявляемом техническом решении это противоречие разрешается тем, что на разных участках звезды применяется твердое покрытие различной толщины в зависимости от условий эксплуатации и локальных напряжений.The decrease in the fatigue limit of aluminum alloys during the application of hard coatings and especially when their (coatings) thickness is increased is known ([6]: Vernik S., Pinner R., “Chemical and electrolytic processing of aluminum and its alloys.” L-d .: Sudpromgiz, 1960 - 387 p.). On the other hand, the required level of wear resistance is achieved with a sufficiently “thick” hard coating, usually not less than 40 microns. In the claimed technical solution, this contradiction is resolved by the fact that in different parts of the star a hard coating of various thicknesses is used depending on operating conditions and local stresses.

Авторами заявляемого технического решения при анализе напряжений, возникающих в процессе работы задней звезды мотоцикла, установлено, что звезда может быть спроектирована таким образом, чтобы зона максимальных напряжений (то есть область, где требуются максимальные усталостные характеристики) не совпадала с зоной, в которой требуется максимальная износостойкость (область зубьев и примыкающая к ней).The authors of the proposed technical solution when analyzing the stresses arising during the operation of the rear star of the motorcycle, found that the star can be designed so that the zone of maximum stresses (that is, the region where maximum fatigue characteristics are required) does not coincide with the zone in which the maximum wear resistance (the area of the teeth and adjacent to it).

На поверхности зубьев и примыкающей к ней поверхности звезды основная задача твердого покрытия - обеспечить износостойкость поверхности, прежде всего по отношению к абразивному износу. При этом напряжения в этой области существенно ниже максимальных напряжений, возникающих в задней звезде при работе мотоцикла. Для оптимально спроектированной звезды (звезды с оптимально спроектированными сквозными выборками) эти напряжения не превышают 65÷70% от максимальной величины напряжений в звезде, для среднецикловой и многоцикловой нагрузок (см. ниже) это очень существенная разница. Например, для сплава Д16Т при напряжении 18 кГ/мм² среднее число циклов нагружения до разрушения составляет 2·10⁶, а при напряжении 16 кГ/мм² (снижение на 11%) число циклов нагружения до разрушения возрастает в 10 раз, далее уменьшение напряжения на ≈1 кГ/мм² (снижение на 6%) приводит еще к десятикратному росту числа циклов нагружения.On the surface of the teeth and the adjacent surface of the star, the main task of the hard coating is to ensure the wear resistance of the surface, primarily in relation to abrasive wear. In this case, the stresses in this region are significantly lower than the maximum stresses arising in the rear star during motorcycle operation. For an optimally designed star (stars with optimally designed end-to-end samples), these stresses do not exceed 65–70% of the maximum magnitude of the stresses in the star; for medium-cycle and multi-cycle loads (see below) this is a very significant difference. For example, for the D16T alloy at a stress of 18 kg / mm ^{2, the} average number of loading cycles before failure is 2 · 10 ⁶ , and at a voltage of 16 kg / mm ² (11% decrease), the number of loading cycles before failure increases 10 times, then a decrease stress at ≈1 kg / mm ² (decrease of 6%) leads to another ten-fold increase in the number of loading cycles.

В то же время зона максимальных напряжений, находящаяся, как правило, на границе сквозных выборок, практически не подвергается абразивному износу, в этой зоне толщина твердого покрытия для обеспечения требуемого уровня коррозионной стойкости и, возможно, декоративных качеств может быть существенно меньше (чтобы обеспечить ресурс коррозионной зашиты 3 года в типичных условиях эксплуатации мотоцикла достаточна толщина покрытия 5÷8 мкм) или даже для коррозионной защиты остальной поверхности задней звезды и с декоративными целями могут использоваться и другие технологии, например, покрытие толщиной несколько микрон и затем порошковая окраска.At the same time, the zone of maximum stresses, located, as a rule, at the boundary of through samples, practically does not undergo abrasive wear, in this zone the thickness of the hard coating to ensure the required level of corrosion resistance and, possibly, decorative qualities can be significantly less (in order to provide a resource 3 years of corrosion protection under typical motorcycle operating conditions, a coating thickness of 5 ÷ 8 μm is sufficient) or even for corrosion protection of the remaining surface of the rear star and with decorative purposes can Other technologies are also used, for example, a few microns thick coating and then powder coating.

Таким образом, при небольшой толщине твердого покрытия в зоне максимальных напряжений предел усталости материала практически соответствует своему максимальному значению, а это означает, что соответствующие сечения задней звезды могут иметь меньшую площадь, то есть звезда будет легче без потери надежности.Thus, with a small thickness of the hard coating in the zone of maximum stresses, the fatigue limit of the material practically corresponds to its maximum value, which means that the corresponding sections of the back star can have a smaller area, that is, the star will be lighter without loss of reliability.

Авторами установлено, что для того, чтобы ресурс работы относительно износа зубьев алюминиевой звезды был не меньше ресурса работы стальной звезды необходима толщина твердого покрытия, в частности твердого электрохимического покрытия, не менее 40 мкм. Соответственно, в случае твердого покрытия постоянной по всей поверхности звезды толщины (за исключением участка токоподвода), его толщина определяется условием требуемого ресурса по износу зубьев ≥40 мкм. Однако при указанной толщине покрытия заметно снижаются усталостные характеристики материала, из которого изготавливается звезда, соответственно, необходимо увеличивать площади сечений задней звезды, то есть автоматически увеличивается ее вес.The authors found that in order for the service life regarding the wear of the teeth of an aluminum star to be not less than the service life of a steel star, the thickness of the hard coating, in particular the solid electrochemical coating, is not less than 40 microns. Accordingly, in the case of a hard coating of a constant thickness over the entire surface of the star (with the exception of the current supply section), its thickness is determined by the condition of the required resource for tooth wear ≥40 μm. However, with the specified coating thickness, the fatigue characteristics of the material from which the star is made are noticeably reduced, respectively, it is necessary to increase the cross-sectional areas of the back star, that is, its weight automatically increases.

Здесь также целесообразно указать, что при прочих равных условиях (при одной и той же площади сечений и дизайне вырезов в звезде) возникающие при работе мотоцикла напряжения в задней звезде меньше в случае, когда плоскость симметрии звезды постоянна. Сказанное поясняет фиг.2, на которой схематично представлены чертежи двух различных звезд: в одной (поз.3) плоскость симметрии зубьев совпадает с плоскостью симметрии той области звезды, которая присоединяется к заднему колесу, а во второй (поз.4) эти плоскости смещены. В результате во втором случае появляются дополнительные изгибающие напряжения, для противодействия которым требуется увеличивать сечения и в итоге вес задней звезды.It is also advisable to indicate here that, ceteris paribus (for the same cross-sectional area and design of cutouts in the star), the stresses arising during the operation of the motorcycle in the rear star are less when the plane of symmetry of the star is constant. The aforesaid is illustrated in FIG. 2, which schematically shows the drawings of two different stars: in one (pos. 3) the plane of symmetry of the teeth coincides with the plane of symmetry of that region of the star that is attached to the rear wheel, and in the second (pos. 4) these planes are offset . As a result, in the second case, additional bending stresses appear, to counter which it is necessary to increase the cross sections and, as a result, the weight of the back star.

В одном из вариантов реализации задней звезды зубчатой передачи мотоцикла размер области, в которой толщина твердого покрытия составляет не менее 40 мкм, составляет не более 10 мм от зубьев и определяется тем, что на таком расстоянии от зубьев контакта с цепью, при котором происходит абразивный износ, уже нет для всех известных авторам заявляемой полезной модели мотоциклетных цепей. Кроме того, на таком расстоянии от поверхности зубьев уже возможно размещение снижающих вес звезды выборок, вблизи которых локальные напряжения при работе мотоцикла увеличиваются. Необходимо также указать, что в зависимости от конкретного дизайна звезды (включая форму и расположение сквозных выборок) «ширина» области, в которой твердое покрытие имеет толщину не менее 40 мкм, может изменяться в окружном направлении, то есть внутренний край покрытия толщиной ≥40 мкм может отличаться от окружности и иметь более сложную форму.In one embodiment of a motorcycle gear rear star, the size of the region in which the thickness of the hard coating is at least 40 μm is not more than 10 mm from the teeth and is determined by the fact that at such a distance from the teeth of the contact with the chain at which abrasive wear occurs , is no longer for all known to the authors of the claimed utility model of motorcycle chains. In addition, at such a distance from the surface of the teeth, it is already possible to place samples that reduce the weight of the star, near which local stresses increase during motorcycle operation. It should also be noted that, depending on the particular design of the star (including the shape and location of through-samples), the “width” of the region in which the hard coating has a thickness of at least 40 μm can vary in the circumferential direction, that is, the inner edge of the coating is ≥40 μm thick may differ from the circle and have a more complex shape.

В предпочтительном варианте реализации задней звезды зубчатой передачи мотоцикла твердое покрытие нанесено на поверхность зубьев и поверхность задней звезды, примыкающую к поверхности зубьев на расстояние не более 3 мм. Такой размер области, на которой толщина покрытия обеспечивает эффективное сопротивление абразивному износу, достаточен для большинства применяемых мотоцепей. Кроме того, увеличение площади, на которую наносится твердое покрытие значительной толщины, приводит к увеличению затрат на создание покрытия и, соответственно, его стоимости (в частности, энергозатрат при использовании твердых электрохимических покрытий). В связи с этим предпочтителен минимальный размер области, на которую наносится твердое покрытие значительной (≥40 мкм) толщины.In a preferred embodiment of a motorcycle gear rear sprocket, a hard coating is applied to the surface of the teeth and the surface of the sprocket adjacent to the tooth surface at a distance of not more than 3 mm. Such a size of the region over which the coating thickness provides effective abrasion resistance is sufficient for most used motor chains. In addition, the increase in the area on which a hard coating of considerable thickness is applied leads to an increase in the cost of creating a coating and, accordingly, its cost (in particular, energy consumption when using solid electrochemical coatings). In this regard, the minimum size of the area on which the hard coating is applied is significant (≥40 μm) thickness.

Остальная часть поверхности задней звезды мотоцикла, для которой фактор абразивного износа не существенен, может быть защищена от коррозии покрытием меньшей толщины. Выбор толщины покрытия для оставшейся части звезды определяется условиями обеспечения:The rest of the surface of the motorcycle rear sprocket, for which the abrasion factor is not significant, can be protected against corrosion by coating with a smaller thickness. The choice of coating thickness for the remaining part of the star is determined by the conditions of support:

- значительного предела усталости для многоцикловой нагрузки, поскольку звезда подвергается миллионам циклов нагружения при езде на мотоцикле: 100 тыс.км пробега соответствуют ~50 млн. оборотам колеса, для звезды из 40 зубьев каждый зуб нагружается роликом мотоциклетной цепи ~20 раз за один оборот колеса, то есть общее число циклов нагружения составляет ~1 млрд. циклов- a significant fatigue limit for a multi-cycle load, since the star is subjected to millions of loading cycles when riding a motorcycle: 100 thousand kilometers correspond to ~ 50 million wheel revolutions, for a star of 40 teeth each tooth is loaded with a motorcycle chain roller ~ 20 times per wheel revolution , i.e. the total number of loading cycles is ~ 1 billion cycles

- высокого предела усталости при среднецикловой нагруке, поскольку рывок при старте и переключении скоростей создает кратно большую нагрузку на звезду (предполагая в среднем 1 старт или переключение скорости на километр пути, получим количество циклов «ударного нагружения» порядка нескольких сот тысяч);- a high fatigue limit for medium-cycle loading, since a jerk during start-up and gear shifting creates a multiple load on the star (assuming an average of 1 start or speed switching per kilometer of track, we get the number of “shock loading” cycles of several hundred thousand);

- достаточного уровня защиты от коррозии для нормальной работы звезды в течение не менее 2÷3 лет.- a sufficient level of corrosion protection for the normal operation of the star for at least 2 ÷ 3 years.

Реализация указанных выше требований обеспечивается при меньшей толщине покрытия, которая зависит от типа нанесенного на поверхность звезды твердого покрытия и составляет не более 25 мкм.The implementation of the above requirements is ensured with a smaller coating thickness, which depends on the type of hard coating deposited on the surface of the star and is not more than 25 microns.

В предпочтительном варианте реализации заявляемой задней звезды мотоцикла толщина твердого покрытия на оставшейся части поверхности звезды составляет не более 10 мкм, что, как установлено авторами, уже достаточно для обеспечения требуемого ресурса работы и сохранения высоких усталостных характеристик материала звезды. Аналогично случаю твердого покрытия значительной толщины (≥40 мкм), уменьшение толщины покрытия оставшейся части поверхности звезды позволяет уменьшить время нанесения покрытия, энергозатраты и стоимость технологического процесса создания покрытия.In a preferred embodiment of the inventive motorcycle rear star, the thickness of the hard coating on the remaining part of the star surface is not more than 10 μm, which, as established by the authors, is already sufficient to provide the required service life and maintain high fatigue characteristics of the star material. Similarly to the case of hard coatings of significant thickness (≥40 μm), a decrease in the coating thickness of the remaining part of the surface of the star allows one to reduce the time of coating, energy consumption and the cost of the technological process of creating a coating.

Твердое покрытие на поверхности задней звезды мотоцикла может генерироваться различными способами, которые хорошо известны специалистам. Выбор технологии наносимого покрытия определяется прежде всего стоимостью процесса и его производительностью, включая возможность конвейерного нанесения покрытия и одновременного нанесения покрытия на большое число изделий. В предпочтительном варианте реализации задней звезды мотоцикла твердое покрытие на ее поверхность наносится электрохимическими методами и, соответственно, покрытие представляет собой твердое электрохимическое покрытие. Такое покрытие может быть получено известными методами анодирования, в том числе и как предпочтительный вариант - твердого анодирования ([4]-[6]), или микродугового оксидирования, используется также термин микроплазменное оксидирование ([7]: Суминов И.В., Эпельфельд А.В, Людин В.Б. и др. «Микродуговое оксидирование (теория, технология, оборудование)». М.: Экомет, 2005 - 368 с.).A hard coating on the surface of a motorcycle sprocket can be generated in various ways that are well known in the art. The choice of coating technology is determined primarily by the cost of the process and its productivity, including the possibility of conveyor coating and simultaneous coating of a large number of products. In a preferred embodiment of a motorcycle rear star, a hard coating is applied to its surface by electrochemical methods and, accordingly, the coating is a solid electrochemical coating. Such a coating can be obtained by known methods of anodizing, including as the preferred option — solid anodizing ([4] - [6]), or microarc oxidation; the term microplasma oxidation is also used ([7]: IV Suminov, Epelfeld A.V., Lyudin VB, et al. “Microarc oxidation (theory, technology, equipment).” M .: Ekomet, 2005 - 368 p.).

В предпочтительном варианте заявляемого технического решения в качестве износостойкого покрытия зубьев и примыкающей к ним поверхности задней звезды мотоцикла используется твердое электрохимическое покрытие, полученное методом микродугового оксидирования (МДО). Указанный вариант является предпочтительным, поскольку МДО создает покрытие с более высокими износостойкими и коррозионными характеристиками. Твердое покрытие остальной части поверхности задней звезды, которая не подвергается абразивному износу, может быть сформировано как методами МДО, так и анодирования (в том числе твердого анодирования). Выбор между этими технологиями определяется, в том числе, имеющимся оборудованием и требованиями к декоративным качествам покрытия, а также экономическими параметрами (соотношением между стоимостью МДО и анодирования). Дополнительно укажем, что заявляемое техническое решение позволяет существенно снизить энергетические затраты и расход электролита при нанесении покрытия, а также общее время его нанесения за счет значительного уменьшения его толщины на большей части поверхности задней звезды (площадь поверхности, на которую наносится покрытие значительной толщины составляет не более 25-30% общей площади поверхности звезды).In a preferred embodiment of the claimed technical solution, a solid electrochemical coating obtained by the microarc oxidation (MDO) method is used as a wear-resistant coating of the teeth and the adjacent surface of the rear star of the motorcycle. This option is preferred, since the MAO creates a coating with higher wear and corrosion characteristics. The hard coating of the rest of the surface of the sprocket, which does not undergo abrasive wear, can be formed by both the MAO and anodizing methods (including hard anodizing). The choice between these technologies is determined, inter alia, by the available equipment and the requirements for the decorative qualities of the coating, as well as economic parameters (the ratio between the cost of the MAO and anodizing). In addition, we indicate that the claimed technical solution can significantly reduce energy costs and electrolyte consumption during coating, as well as the total time of its application due to a significant reduction in its thickness on most of the surface of a back star (the surface area on which a coating of significant thickness is applied is no more than 25-30% of the total surface area of the star).

Реализовать заявляемое техническое решение возможно различными способами. Например, при использовании метода МДО возможно нанести покрытие толщиной ~10 мкм на всю поверхность задней звезды, а затем с помощью маски «закрыть» от электрохимического воздействия всю поверхность звезды, кроме поверхности зубьев и примыкающей к ней поверхности звезды, и продолжить МДО только подвергающейся абразивному износу области, реализовав в этой области твердое покрытие большей толщины. Возможен и обратный подход, например, когда вначале покрытие наносится только на поверхность зубьев и примыкающую к ней поверхность задней звезды мотоцикла (вся остальная часть поверхности звезды «маскируется»), а затем маска удаляется и уже на всю поверхность дополнительно наносится МДО-покрытие толщиной, например ~5÷10 мкм. Аналогичные технологические операции могут быть проведены при создании покрытий методами анодирования (в том числе твердого анодирования), а также при использовании смешанной технологии, когда часть покрытий наносится методом МДО, а часть - методами анодирования. Более того, заявляемой формуле и описанию полезной модели не противоречит и ситуация, когда твердое электрохимическое покрытие нанесено только на поверхность зубьев и примыкающую к ним на расстояние не более 10 мм поверхность задней звезды, а остальная часть поверхности окрашивается, например порошковой краской или же на остальную часть задней звезды наносится достаточно тонкое твердое покрытие и затем проводится ее окраска. Конкретная реализация заявляемого технического решения, как и детали дизайна задней звезды мотоцикла (включая, например структуру канавок на прилегающей к зубьям области звезды для улучшения удаления абразива или форму и количество сквозных выборок, которые зависят в том числе от количества зубьев и крутящего момента двигателя мотоцикла) не является предметом настоящей заявки на полезную модель.Implement the claimed technical solution is possible in various ways. For example, when using the MAO method, it is possible to coat ~ 10 μm thick on the entire surface of the back star, and then with the help of a mask “close” the entire surface of the star, except the tooth surface and the adjacent surface of the star, from electrochemical influence, and continue MAO only subject to abrasive wear of the area, realizing in this area a hard coating of greater thickness. A reverse approach is also possible, for example, when at first the coating is applied only to the tooth surface and the adjacent surface of the rear star of the motorcycle (the entire remaining part of the star’s surface is “masked”), then the mask is removed and the MAO coating is additionally applied on the entire surface with a thickness of e.g. ~ 5 ÷ 10 μm. Similar technological operations can be carried out when creating coatings using anodizing methods (including solid anodizing), as well as using mixed technology, when part of the coatings is applied by the MAO method, and part by anodization methods. Moreover, the claimed formula and the description of the utility model are not inconsistent with the situation when a solid electrochemical coating is applied only to the surface of the teeth and the surface of the back star adjacent to them at a distance of no more than 10 mm, and the rest of the surface is painted, for example, with powder paint or the rest a portion of the sprocket is coated with a sufficiently thin hard coating and then dyed. The specific implementation of the claimed technical solution, as well as the design details of the rear star of the motorcycle (including, for example, the groove structure on the star area adjacent to the teeth to improve abrasive removal or the shape and number of through samples, which depend, inter alia, on the number of teeth and torque of the motorcycle engine) is not the subject of this utility model application.

Для удовлетворения каких-либо возможных конкретных требований могут быть выполнены и другие очевидные для квалифицированных специалистов в этой отрасли изменения описанных выше вариантов выполнения задней звезды мотоцикла, а также их переделка без отклонения от защищаемых формулой полезной модели положений.To meet any possible specific requirements, other changes obvious to qualified specialists in this field can be made that are described above for the performance of the rear star of a motorcycle, as well as their alteration without deviating from the positions protected by the formula of the utility model.

Далее полезная модель поясняется с помощью примера, которым заявляемое техническое решение однако не ограничено.Further, the utility model is illustrated using an example to which the claimed technical solution is, however, not limited.

На фиг.3 представлена фотография алюминиевой задней звезды мотоцикла согласно заявляемому техническому решению. Звезда изготовлена из сплава Д16Т и состоит из 40 зубьев, рассчитанных на 525-ю мотоцепь, покрытие наносилось методом МДО, толщина твердого покрытия, нанесенного на поверхность зубьев и примыкающую к ним на расстояние около 2 мм поверхность звезды (поз.1), составляет около 60 мкм, толщина покрытия, нанесенного на всю оставшуюся часть поверхности звезды, за исключением участка токоподвода, (поз.2) составляет 5÷7 мкм (как разумеется любому специалисту, в области токоподвода электрохимическое покрытие не создается). В качестве поверхности токоподвода (поз.5) использована цилиндрическая посадочная поверхность задней звезды, для этой поверхности возникающие в процессе работы мотоцикла напряжения достаточно малы, абразивный износ полностью отсутствует и толщина покрытия может варьироваться в широких пределах. Кроме того, указанный участок с минимальным зазором жестко фиксируется на соответствующем посадочном фланце заднего колеса и эта область может быть защищена от корозии герметикой, смазкой и тому подобным образом.Figure 3 presents a photograph of an aluminum rear star of a motorcycle according to the claimed technical solution. The star is made of D16T alloy and consists of 40 teeth, designed for the 525th motor chain, the coating was applied by the MAO method, the thickness of the hard coating applied to the surface of the teeth and the surface of the star adjacent to them at a distance of about 2 mm (item 1) is about 60 μm, the thickness of the coating deposited on the entire remaining part of the star’s surface, with the exception of the current lead section (item 2), is 5–7 μm (of course, to any specialist, no electrochemical coating is created in the field of current lead). A cylindrical landing surface of the sprocket is used as the current supply surface (item 5); for this surface, the stresses arising during the operation of the motorcycle are quite small, abrasive wear is completely absent and the coating thickness can vary widely. In addition, this area with a minimum clearance is rigidly fixed on the corresponding landing flange of the rear wheel and this area can be protected from corrosion by sealant, grease and the like.

Вес алюминиевой звезды по заявляемому техническому решению с нанесенным покрытием составил ~290 граммов, что на ~20% меньше веса прототипа, при этом ресурсные испытания звезды, а также испытания на коррозию показали, что ее срок службы не меньше ресурса качественной стальной звезды. Аналогичные результаты были получены для алюминиевой задней звезды мотоцикла, изготовленной из сплава В93 (аналог сплава 7075).The weight of the aluminum star according to the claimed technical solution with the coating was ~ 290 grams, which is ~ 20% less than the weight of the prototype, while the resource tests of the star, as well as corrosion tests showed that its service life is not less than the resource of a high-quality steel star. Similar results were obtained for the aluminum rear star of a motorcycle made of alloy B93 (analogue of alloy 7075).

Таким образом, техническим результатом, обеспечиваемым приведенной в заявляемой полезной модели совокупностью признаков, является снижение веса и увеличение ресурса работы задней звезды мотоцикла.Thus, the technical result provided by the combination of features provided in the claimed utility model is to reduce weight and increase the life of the rear star of the motorcycle.

Сопоставительный анализ предлагаемой полезной модели и прототипа выявляет наличие отличительных признаков у заявляемой задней звезды зубчатой передачи мотоцикла по сравнению с наиболее близким аналогом, что обеспечивает ей соответствие критерию «новизна».A comparative analysis of the proposed utility model and prototype reveals the distinctive features of the claimed rear gear star of the motorcycle gear compared with the closest analogue, which ensures that it meets the criterion of "novelty."

Использование заявляемой задней звезды зубчатой передачи при сборке серийных мотоциклов, а также при тюнинге обеспечивает заявляемому техническому решению и соответствие критерию «промышленная применимость».The use of the inventive sprocket for the assembly of serial motorcycles, as well as for tuning, provides the claimed technical solution and compliance with the criterion of "industrial applicability".

Claims

1. The rear star of the gear of the motorcycle, made of aluminum alloy, with through selections and with a hard coating applied to its surface, characterized in that the thickness of the hard coating applied to the tooth surface and the adjacent star surface is greater than the coating thickness applied to the rest of the star’s surface.

2. The rear gear star of the motorcycle according to claim 1, characterized in that the thickness of the hard coating deposited on the surface of the teeth and the adjacent surface of the star is at least 40 microns.

3. The rear star of the gear of a motorcycle according to claim 1 or 2, characterized in that the hard coating is applied to the surface of the teeth and the surface of the back star adjacent to the surface of the teeth, at a distance of not more than 10 mm

4. The rear star of the gear of a motorcycle according to claim 1 or 2, characterized in that the hard coating is applied to the surface of the teeth and the surface of the rear star adjacent to the surface of the teeth, at a distance of not more than 3 mm

5. The rear star of the gear of a motorcycle according to claim 1, characterized in that the thickness of the hard coating deposited on the remainder of the surface of the star is not more than 25 microns.

6. The rear gear star of a motorcycle according to claim 1, characterized in that the thickness of the hard coating deposited on the remainder of the surface of the star is not more than 10 microns.

7. The rear gear star of a motorcycle according to claim 1, characterized in that the hard coating on the surface of the star is a solid electrochemical coating.

8. The rear gear star of the motorcycle according to claim 7, characterized in that the hard surface of the star surface is made by the microarc oxidation method.

9. The rear gear star of the motorcycle according to claim 7, characterized in that the hard surface of the star surface is made by the anodizing method.

10. The rear gear star of a motorcycle gearbox according to claim 7, characterized in that the solid electrochemical coating of the tooth surface and the adjacent star surface is performed by the microarc oxidation method, and the hard coating of the remaining part of the star surface is made by the anodization method.