RU2652945C1 - Method of gear wheels teeth hardening - Google Patents

Method of gear wheels teeth hardening Download PDF

Info

Publication number
RU2652945C1
RU2652945C1 RU2016150011A RU2016150011A RU2652945C1 RU 2652945 C1 RU2652945 C1 RU 2652945C1 RU 2016150011 A RU2016150011 A RU 2016150011A RU 2016150011 A RU2016150011 A RU 2016150011A RU 2652945 C1 RU2652945 C1 RU 2652945C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
teeth
hardening
along
directions
side surfaces
Prior art date
Application number
RU2016150011A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Викторович Мендрух
Original Assignee
Николай Викторович Мендрух
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Николай Викторович Мендрух filed Critical Николай Викторович Мендрух
Priority to RU2016150011A priority Critical patent/RU2652945C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2652945C1 publication Critical patent/RU2652945C1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H55/00—Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
    • F16H55/02—Toothed members; Worms
    • F16H55/06—Use of materials; Use of treatments of toothed members or worms to affect their intrinsic material properties

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)
  • Gears, Cams (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: invention relates to machine building, in particular to machines parts, and can be used to increase the mechanical transmissions gear wheels teeth wear resistance. Method of hardening includes increasing the teeth side surfaces hardness. Wherein the teeth side surfaces hardening degree is set by the variable along their length, which is minimal along the teeth engagement plus line and increasing in both directions from it along the teeth tops and bases directions, proportional to these surfaces wear rate increase in these directions with the wheel operation in the gearing.
EFFECT: enabling reduction of hardening process performance costs.
1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, в частности к деталям машин, и может быть использовано для повышения износостойкости зубьев зубчатых колес механических передач.The invention relates to mechanical engineering, in particular to machine parts, and can be used to increase the wear resistance of the gear teeth of mechanical gears.

Известен способ упрочнения зубьев зубчатого колеса, заключающийся в повышении твердости рабочих (трущихся) поверхностей зубьев путем их химико-термической обработки (цементацией, азотированием и др.), см., например, Старосельский А.А., Гаркунов Д.Н. Долговечность трущихся деталей машин. М., Машиностроение, 1967, с. 308-315. Путем повышения твердости рабочих участков боковых поверхностей зубьев обеспечивается их износостойкость.A known method of hardening the teeth of the gear wheel, which consists in increasing the hardness of the working (friction) surfaces of the teeth by their chemical-thermal treatment (cementation, nitriding, etc.), see, for example, Staroselsky A.A., Garkunov D.N. The durability of the rubbing parts of machines. M., Mechanical Engineering, 1967, p. 308-315. By increasing the hardness of the working areas of the tooth flanks, their wear resistance is ensured.

Недостаток данного способа состоит в том, что при его осуществлении повышение твердости боковых (трущихся) поверхностей зубьев происходит одинаково по всей длине этих поверхностей (от оснований зубьев до их вершин). Однако изнашивание этих боковых поверхностей зубьев в процессе работы колеса в передаче происходит неравномерно вдоль их длины: в районе полюса зацепления зубьев, где имеет место трение качения, изнашивание минимально; изнашивание увеличивается в обе стороны от полюса зацепления (вдоль боковых поверхностей - по направлениям к вершинам зубьев и к их основаниям), где имеет место трение скольжения взаимно сопряженных зубьев парных зубчатых колес; причем изнашивание тем больше, чем больше участок боковой поверхности удален от полюса зацепления. Неравномерность изнашивания боковых поверхностей зубьев приводит к неравномерному искажению профилей зубьев вдоль длины их боковых поверхностей. Для обеспечения предотвращения неравномерного изнашивания боковых поверхностей по их длине по этому способу приходится задавать упрочнение поверхностей (повышение их твердости) исходя из максимального изнашивания этих поверхностей - упрочняя поверхности по всей их длине по максимуму. Это нерационально и приводит к увеличению издержек на осуществление процесса упрочнения.The disadvantage of this method is that during its implementation, the increase in hardness of the lateral (rubbing) surfaces of the teeth occurs equally along the entire length of these surfaces (from the bases of the teeth to their vertices). However, the wear of these lateral surfaces of the teeth during the operation of the wheel in the gear occurs unevenly along their length: in the region of the tooth engagement pole, where rolling friction occurs, wear is minimal; wear increases on both sides of the engagement pole (along the lateral surfaces - in the directions to the tops of the teeth and to their bases), where there is sliding friction of the mutually conjugate teeth of the pair of gears; moreover, the wear is greater, the larger the portion of the side surface is removed from the pole of engagement. The uneven wear of the side surfaces of the teeth leads to uneven distortion of the tooth profiles along the length of their side surfaces. To prevent the uneven wear of the side surfaces along their length, this method requires setting the surface hardening (increasing their hardness) based on the maximum wear of these surfaces — hardening the surfaces along their entire length to the maximum. This is irrational and leads to an increase in the costs of the hardening process.

В качестве прототипа взят способ упрочнения зубьев зубчатого колеса, заключающийся в повышении твердости боковых поверхностей зубьев методом их поверхностного пластического деформирования (например, методом вибрационной ударной обработки), см. Одинцов Л.Г. Упрочнение и отделка деталей поверхностным пластическим деформированием. Справочник. М.: Машиностроение, 1987, 328 с., с. 237. As a prototype, a method of hardening the gear teeth is taken, which consists in increasing the hardness of the tooth flanks by the method of surface plastic deformation (for example, by vibration impact treatment), see L. Odintsov Hardening and finishing of parts by surface plastic deformation. Directory. M .: Engineering, 1987, 328 p., P. 237.

Недостатки прототипа те же, что и у аналога.The disadvantages of the prototype are the same as that of the analogue.

Изобретением решается задача оптимизации процесса упрочнения и снижения издержек на его осуществление.The invention solves the problem of optimizing the hardening process and reducing costs for its implementation.

Для этого способ упрочнения зубьев зубчатого колеса включает повышение твердости боковых поверхностей зубьев. Причем степень упрочнения боковых поверхностей задают переменной вдоль их длины, минимальной по линии плюса зацепления зубьев и увеличивающейся в обе стороны от нее по направлениям к вершинам и основаниям зубьев, пропорционально увеличению интенсивности изнашивания этих поверхностей в этих направлениях при работе колеса в передаче.To this end, a method of hardening the gear teeth involves increasing the hardness of the tooth flanks. Moreover, the degree of hardening of the side surfaces is set variable along their length, minimum along the plus line of the tooth engagement and increasing in both directions from the vertices and bases of the teeth, in proportion to the increase in the wear rate of these surfaces in these directions when the wheel is in gear.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображены фрагмент зубчатого колеса, вид с торца (фиг. 1), и график степени упрочнения боковых поверхностей зубьев вдоль их длины (фиг. 2).The invention is illustrated by the drawing, which shows a fragment of the gear wheel, an end view (Fig. 1), and a graph of the degree of hardening of the side surfaces of the teeth along their length (Fig. 2).

На чертеже показаны тело 1 зубчатого колеса, зуб 2, окружность 3 вершин зубчатого венца, окружность 4 оснований зубчатого венца, начальная окружность 5, боковые поверхности 6 и 7 зуба, основание 8 впадин зубчатого венца, зоны упрочнения боковых поверхностей - 9 и 10; высота H зуба, полюс Р зацепления; длина

Figure 00000001
боковой поверхности зуба, длина
Figure 00000001
р рабочего участка длины боковой поверхности, длина
Figure 00000001
н нерабочего участка длины боковой поверхности, характерные точки боковой поверхности - a, b, с, d; характерные точки упрочненной зоны в теле зуба - e, ƒ, g, h; степень упрочнения боковой поверхности зуба (толщина упрочненной зоны с повышенной твердостью - S); интенсивность изнашивания боковых поверхностей зуба - J.The drawing shows the body 1 of the gear wheel, tooth 2, the circumference of 3 vertices of the gear ring, the circumference of the 4 bases of the gear ring, the initial circle 5, the side surfaces 6 and 7 of the tooth, the base 8 of the depressions of the ring gear, the hardening zones of the side surfaces are 9 and 10; tooth height H, gearing pole P; length
Figure 00000001
tooth flank length
Figure 00000001
p of the working section of the length of the side surface, length
Figure 00000001
n nonworking portion of the length of the side surface, the side surface characteristic points - a, b, c, d; characteristic points of the hardened zone in the tooth body - e, ƒ, g, h; the degree of hardening of the tooth lateral surface (thickness of the hardened zone with increased hardness - S); the wear rate of the lateral surfaces of the tooth - J.

Данный способ упрочнения реализуется следующим образом. Зубчатое колесо состоит из тела 1 и зубчатого венца с зубьями 2 высотой Н. Окружность вершин зубчатого венца 3, окружность оснований зубчатого венца 4, начальная окружность колеса 5 (проходит через полюс зацепления Р). Боковые поверхности зуба 6 и 7. Общая длина боковых поверхностей

Figure 00000001
(линия ее проходит по точкам a-b-c-d), длина рабочего участка боковой поверхности
Figure 00000001
р (линия ее проходит по точкам а-b-с), длина нерабочего участка боковой поверхности
Figure 00000001
н (линия ее проходит от точки с до точки d). Для повышения износостойкости боковых поверхностей зубьев производят упрочнение этих поверхностей путем повышения их твердости. Зоны упрочнения показаны заштрихованными на фиг. 1: зона 9, соответствующая рабочему участку боковой поверхности, и зона 10, соответствующая нерабочему участку боковой поверхности. Степень упрочнения зоны 9 толщину S упрочненной зоны задают переменной, зависящей от изменения интенсивности изнашивания J вдоль этой зоны (между точками а, b, с), по линии полюса P, где имеет место трение качения, упрочнение минимальные и увеличивают степень упрочнения (величину S) вдоль участка
Figure 00000001
р в обе стороны от полюсной линии (в сторону вершины и оснований зуба), пропорционально увеличению значения J в этих направлениях. Упрочненную зону 10 плавно сопрягают с зоной 9 для обеспечения нормального сопряжения зубьев колеса с зубьями парного зубчатого колеса в процессе работы передачи. Границы упрочненной зоны в теле колеса - по границам линии, проходящей через точки e, ƒ, g, h.This method of hardening is implemented as follows. The gear wheel consists of a body 1 and a ring gear with teeth 2 of height N. The circumference of the tops of the ring gear 3, the circumference of the bases of the ring gear 4, the initial circumference of the wheel 5 (passes through the gearing pole P). Lateral surfaces of the tooth 6 and 7. The total length of the lateral surfaces
Figure 00000001
(its line runs along points a -bcd), the length of the working section of the side surface
Figure 00000001
p (its line runs along points a- b-c), the length of the non-working portion of the side surface
Figure 00000001
n (its line runs from point c to point d). To increase the wear resistance of the tooth flanks, these surfaces are hardened by increasing their hardness. Hardening zones are shown as shaded in FIG. 1: a zone 9 corresponding to a working portion of a side surface, and a zone 10 corresponding to a non-working portion of a side surface. The degree of hardening of zone 9, the thickness S of the hardened zone is set by a variable depending on the change in the wear rate J along this zone (between points a , b, c) along the line of the pole P, where rolling friction occurs, hardening is minimal and increase the degree of hardening (S value ) along the plot
Figure 00000001
p to both sides of the pole line (towards the top and base of the tooth), in proportion to the increase in the value of J in these directions. The hardened zone 10 is smoothly mated with zone 9 to ensure normal pairing of the teeth of the wheel with the teeth of the pair of gears during transmission. The boundaries of the hardened zone in the body of the wheel are along the boundaries of the line passing through the points e, ƒ, g, h.

По сравнению с прототипом предлагаемый способ упрочнения учитывает изменение интенсивности изнашивания J боковых поверхностей зубьев вдоль их длины

Figure 00000001
и увязывает упрочнение этих поверхностей с интенсивностью изнашивания J. Тем самым исключается излишнее упрочнение боковых поверхностей зубьев на тех участках боковых поверхностей, где это не требуется. Это снижает издержки на осуществление процесса упрочнения.Compared with the prototype, the proposed method of hardening takes into account the change in the wear rate J of the tooth flanks along their length
Figure 00000001
and links the hardening of these surfaces with the wear rate J. This eliminates excessive hardening of the tooth flanks in those areas of the flank surfaces where this is not required. This reduces the costs of the hardening process.

Claims (1)

Способ упрочнения зубьев зубчатого колеса, включающий повышение твердости их боковых поверхностей, отличающийся тем, что степень упрочнения боковых поверхностей зубьев задают переменной вдоль их длины, минимальной по линии полюса зацепления зубьев и увеличивающейся в обе стороны от нее по направлениям к вершинам и основаниям зубьев, пропорционально увеличению интенсивности изнашивания боковых поверхностей в этих направлениях при работе зубчатого колеса в зубчатой передаче.The method of hardening the gear teeth, including increasing the hardness of their side surfaces, characterized in that the degree of hardening of the side surfaces of the teeth is set variable along their length, minimum along the line of the tooth engagement pole and increasing in both directions from the tops and bases of the teeth, in proportion increase the intensity of wear of the side surfaces in these directions when the gear in the gear.
RU2016150011A 2016-12-19 2016-12-19 Method of gear wheels teeth hardening RU2652945C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016150011A RU2652945C1 (en) 2016-12-19 2016-12-19 Method of gear wheels teeth hardening

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016150011A RU2652945C1 (en) 2016-12-19 2016-12-19 Method of gear wheels teeth hardening

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2652945C1 true RU2652945C1 (en) 2018-05-03

Family

ID=62105628

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016150011A RU2652945C1 (en) 2016-12-19 2016-12-19 Method of gear wheels teeth hardening

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2652945C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002011541A (en) * 2000-08-25 2002-01-15 Kondoo Seikoo Kk Toothed component of power transmission mechanism, and manufacturing method thereof
US6878218B2 (en) * 2001-03-23 2005-04-12 Nissan Motor Co., Ltd. High strength gear and method of producing the same
RU2537028C1 (en) * 2013-07-04 2014-12-27 Елена Николаевна Мендрух Gear wheel
RU2544474C1 (en) * 2013-11-29 2015-03-20 Елена Николаевна Мендрух Method to increase contact strength of gear wheel teeth
RU2545409C1 (en) * 2013-11-29 2015-03-27 Елена Николаевна Мендрух Method of hardening of work surfaces of teeth of tooth-wheels

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002011541A (en) * 2000-08-25 2002-01-15 Kondoo Seikoo Kk Toothed component of power transmission mechanism, and manufacturing method thereof
US6878218B2 (en) * 2001-03-23 2005-04-12 Nissan Motor Co., Ltd. High strength gear and method of producing the same
RU2537028C1 (en) * 2013-07-04 2014-12-27 Елена Николаевна Мендрух Gear wheel
RU2544474C1 (en) * 2013-11-29 2015-03-20 Елена Николаевна Мендрух Method to increase contact strength of gear wheel teeth
RU2545409C1 (en) * 2013-11-29 2015-03-27 Елена Николаевна Мендрух Method of hardening of work surfaces of teeth of tooth-wheels

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6630484B2 (en) Method for hard micromachining a workpiece using a worm-shaped grinding tool
JP2001280427A (en) Endless metallic belt
RU2652945C1 (en) Method of gear wheels teeth hardening
RU2544474C1 (en) Method to increase contact strength of gear wheel teeth
RU2545409C1 (en) Method of hardening of work surfaces of teeth of tooth-wheels
RU2647981C1 (en) Method of gear wheels teeth hardening
RU2650263C1 (en) Method of gear wheels teeth hardening
RU2648531C1 (en) Method of hardening a tooth gear
RU2401958C1 (en) Tooth gear
RU2484336C1 (en) Gear wheel
JP7398282B2 (en) Belt type continuously variable transmission and its manufacturing method
RU2534496C1 (en) Method to increase contact strength of gear wheel teeth
RU120735U1 (en) WEAR-RESISTANT GEAR
CN104565206A (en) Vanadinizing timing chain for engine
RU2531698C1 (en) Roller chain gearing
JP6634102B2 (en) Method of manufacturing metal belt for continuously variable transmission and metal ring of metal belt for continuously variable transmission
JP5003184B2 (en) Power transmission chain pin and manufacturing method thereof
RU2585433C1 (en) Gear wheel
CN204692458U (en) A kind of motor vanadinizing timing chain
RU2592162C1 (en) Gear wheel
RU2527647C1 (en) Gear wheel
RU2616101C1 (en) Gear wheel
RU2600395C1 (en) Gear wheel
RU2692510C1 (en) Plate chain
RU2481517C1 (en) Gear wheel