RU120735U1

RU120735U1 - Износостойкая зубчатая передача

Info

Publication number: RU120735U1
Application number: RU2012120756/11U
Authority: RU
Inventors: Александр Александрович Веселовский; Роман Александрович Веселовский
Original assignee: Александр Александрович Веселовский
Priority date: 2012-05-18
Filing date: 2012-05-18
Publication date: 2012-09-27

Abstract

1. Зубчатая передача, содержащая зубчатые колеса, для повышения износостойкости которых ведомое колесо по рабочей поверхности зубьев покрыто равномерно износостойким материалом, ведущее колесо на рабочей поверхности зубьев имеет поперечные канавки с наполнителем из износостойкого материала, отличающаяся тем, что, с целью повышения износостойкости, покрытие износостойким материалом выполнено на рабочих поверхностях зубьев ведомого и ведущего колес и поперечные канавки выполнены на рабочих поверхностях зубьев ведомого и ведущего колес без выхода на торцевую поверхность зуба. ! 2. Зубчатая передача по п.1, отличающаяся тем, что длина поперечной канавки меньше ширины зуба зубчатого колеса. ! 3. Зубчатая передача по п.1, отличающаяся тем, что поперечные канавки заполнены антифрикционным материалом. ! 4. Зубчатая передача по п.1, отличающаяся тем, что поперечные канавки выполнены на всю толщину износостойкого покрытия и имеют в перпендикулярном длине канавки сечении V-образную форму. ! 5. Зубчатая передача по п.4, отличающаяся тем, что минимальное расстояние между поперечными канавками составляет не менее десяти толщин износостойкого покрытия.

Description

Изобретение относится к редукторам, коробкам передач и зубчатым зацеплениям закрытого типа, работающим в условиях обильной подачи смазывающих масел, и предназначено для повышения износостойкости и стойкости к процессам выкрашивания.

Известные в технике зубчатые колеса и шестерни, в которых повышение износостойкости достигается объемным упрочнением (термической обработкой), обладают недостаточной твердостью поверхностей зубьев для работы в условиях трения скольжения со смазкой, особенно загрязненной продуктами износа и абразивными частицами, попавшими через изношенные уплотнения.

Химико-термическая обработка (цементация, нитроцементация, азотирование) и последующая индукционная закалка зубьев значительно повышает твердость и износостойкость стальных зубчатых колес и шестерен.

Недостатками таких зубчатых колес является высокая длительность цикла химико-термической обработки, трудоемкость последующей окончательной шлифовки рабочих поверхностей зубьев и необходимость применения специального технологического оборудования.

Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является зубчатая передача, в которой для повышения износостойкости на рабочую поверхность колеса нанесен равномерный слой износостойкого материала и на рабочих поверхностях зубьев выполнены поперечные канавки с наполнителем. Причем слой покрытия наносят на ведомое колесо, поперечные канавки выполняют на рабочей поверхности зубьев ведущего колеса и заполняют их износостойким материалом (см. патент РФ №2086837, F16H 55/08).

Такая зубчатая передача актуальна при работе в условиях интенсивного абразивного изнашивания и дефицита смазывающего материала. Недостатками такой передачи являются высокие контактные напряжения, возникающие в колесе с выступающим над канавками слоем износостойкого покрытия, и появление биения в зацеплении, что способствует образованию микротрещин и быстрому выходу колес из строя, а, следовательно, снижению их срока службы.

Задача, решаемая изобретением, заключается в повышении срока службы зубчатых колес.

Технический результат обеспечивается снижением сил трения в зоне контакта рабочих поверхностей зубчатых колес.

Поставленная задача решается тем, что в известной зубчатой передаче, в которой на рабочую поверхность зубьев равномерно нанесено покрытие из износостойкого материала и выполнены поперечные канавки, заполненные износостойким материалом, причем покрытие равномерно нанесено на рабочую поверхность ведомого колеса, а поперечные канавки выполнены на ведущем колесе, согласно изобретению, покрытие из износостойкого материала нанесено на рабочие поверхности ведущего и ведомого колес, а поперечные канавки выполнены на рабочих поверхностях зубьев ведомого и ведущего колес без выхода на торцевую поверхность зуба, при этом длина поперечной канавки меньше ширины зуба зубчатого колеса, а сами канавки выполнены на всю толщину износостойкого материала, имеют в сечении, перпендикулярном длине канавки, V-образную форму, заполнены антифрикционным материалом, и расположены на расстоянии, не меньшем десяти толщин износостойкого покрытия.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:

- на фиг.1 приведен фрагмент зубчатого колеса с выполненными поперечными канавками, в аксонометрии;

- на фиг.2 схематично изображено выполнение рабочей контактной поверхности зуба.

Для наиболее полного раскрытия технической сущности заявляемого способа на фиг.1 и 2 обозначены позициями: 1 - зубчатое колесо; 2 - зубья колеса; 3 - слой покрытия из износостойкого материала; 4 - поперечные канавки; 5 - антифрикционный материал, а также обозначены символами; l_п.к. - длина поперечных канавок; b_w - ширина зуба; t - шаг канавок; ∝ - угол между боковой поверхностью канавки и перпендикуляром к нормали, проведенной к поверхности зуба зубчатого колеса в месте выполнения канавки.

Длина поперечной канавки 4 - l_п.к. во всех случаях меньше ширины зуба 2 зубчатого колеса b_w, причем поперечные канавки 4 располагаются симметрично по ширине зуба 2 без выхода канавки 4 на торец зубчатого колеса.

Величина шага t поперечных канавок 4 назначается в зависимости от условий нагружения зубчатой передачи и условий ее работы. При недостаточном количестве смазки при работе зубчатой передачи шаг t поперечных канавок 4 при изготовлении зубчатых колес следует выбирать меньшей величины. С ростом нагруженности передачи вращающим моментом шаг t поперечных канавок увеличивается.

Рекомендуется выбирать угол ∝ равным 10…15°.

Это обеспечивает более длительный срок эксплуатации зубчатых колес, так как антифрикционный материал канавок значительно снижает коэффициент трения между рабочими поверхностями зубьев с износостойким материалом.

Ограниченная длина канавки удерживает антифрикционный материал от выдавливания через края, а рекомендуемая длина поперечной канавки (l_п.к.), равная 0,7-0,8 ширины зуба подает антифрикционный материал на максимальную площадь зацепления зубьев.

Таким образом, заявленная полезная модель позволяет увеличить ресурс зубчатой передачи приблизительно на 15-25% по сравнению с прототипом вследствие снижения в зоне контакта взаимодействующих поверхностей зубчатых колес коэффициента трения скольжения.

Claims

1. Зубчатая передача, содержащая зубчатые колеса, для повышения износостойкости которых ведомое колесо по рабочей поверхности зубьев покрыто равномерно износостойким материалом, ведущее колесо на рабочей поверхности зубьев имеет поперечные канавки с наполнителем из износостойкого материала, отличающаяся тем, что, с целью повышения износостойкости, покрытие износостойким материалом выполнено на рабочих поверхностях зубьев ведомого и ведущего колес и поперечные канавки выполнены на рабочих поверхностях зубьев ведомого и ведущего колес без выхода на торцевую поверхность зуба.

2. Зубчатая передача по п.1, отличающаяся тем, что длина поперечной канавки меньше ширины зуба зубчатого колеса.

3. Зубчатая передача по п.1, отличающаяся тем, что поперечные канавки заполнены антифрикционным материалом.

4. Зубчатая передача по п.1, отличающаяся тем, что поперечные канавки выполнены на всю толщину износостойкого покрытия и имеют в перпендикулярном длине канавки сечении V-образную форму.

5. Зубчатая передача по п.4, отличающаяся тем, что минимальное расстояние между поперечными канавками составляет не менее десяти толщин износостойкого покрытия.