Способ изготовления звездочек цепных передач Советский патент 1989 года по МПК F16G13/10 

1

Изобретение относится к общему машиностроению и может быть использовано при изготовлении цепных передач.

Цель изобретения - повьш1ение качества звездочек за счет увеличения трещиностойкости впадин зубьев.

Способ осуществляют следующим образом.

Формообразование звездочек осу- ществляют путем штамповки (на молоте или прессе), преимущественно из легированной стали Применение легиро-;

ванной стали позволяет варьировать свойства сердцевины звездочки в широких пределах за счет изменения режимов термообработки. Термообработку сердцевины осуществляют на комплекс свойств по категориям прочности. При этом соблюдение соответствующего: комплекса свойств (т.е. предела прочности, предела текучести, относительного удлинения, поперечного сужения, ударной вязкости и твердости) |Гарантирует высокий уровень сопротивления усталости и трещиностойкости

со

00 Од

сердцевины. Далее осуществляют по- верхностнзпо. закалку з-убьев с индукционного нагрева на твердость HRC 55-60, причем форма индуктора полностью соответствует форме зуба и впадины, а охлаждение осуществляют водой. Зубья подвергают необходимой чистовой обработке (щлифсванию) для обеспечения их точности и последующему поверхностному пластическому |Деформированию торцовых поверхносте с помощью соответствующих обкатных приспособлений на лоботокарном, расточном или Ъверлильном станках. Силовой механизм, обеспечивающий необ 1ходимое усилие обкатки, - пружинног |либо гидравлического типа. Тогда ус |лие обкатки регулируется путем уста i HOBKH соответствующей величины сжа- |тия пружины либо по манометру, Гра- Ница зоны закалки зубьев известна в соответствии с требованиями чертежа и контролируется (после выполнения I закалки) путем измерения твердости, IПоверхностное пластическое деформирование целесообразно выполнять путем радиального перемещения обкат- |ного приспрсо.бления от окружности впадин к центру с изменением усилия обкатки на границе закаленной зоны,. По достижении граничной окружности зоны обкатки, отстоящей от окружнос- :ти впадин на расстоянии не менее 5 |радиусрв, деформирование, прекраща- ется.

Пример. Для проверки эффек- тивности предложенного способа изготовления звездочек цепн1|1х передач изготавливают и испытывают на уста- :лость зубчатые образцы, аналогичные испытан1И|1м при исследованиях опти- мальной толщины наклепанного слоя, Образцы (толщиной 10 мм) изготавливают из стали ИХ, нарезают зубья, подвергают их термическому улучшению на категорио прочности КП 70, предел текучести 735 МПа„ Зубья и зоны впадин подвергают затем индукционной закалке на твердость 60 HRC и последующему поверхностному пластическому деформированию бо ковых поверхностей о Толщина наклепанного слоя принята равной О,1 толщины образца, Тое, 1 мм. Тогда усилие обкатки, определенное по предложенным зависимостям, принимается равным в закаленной зоне РЭ 7,3 кН, в незакаленной ,7 кНо Деформирующий инструмент - ролик, приведенршш радиус Кривизны составляет J,J6 мм.

Образцы испытывают на усталость в зоне ограниченной долговечности,т.е. с определением числа циклов до разрушения. Максимальное напряжение цикла испытаний 250 МПа Результаты испытаний приведены в таблице.

Представленные результаты свидетельствуют о том, что поверхностная закалка зубьев приводит к снижению усталостной долговечности по сравнению с незакаленными образцами. Дополнительное же поверхностное пластическое деформирование торцов с соблюдением всех признаков предлагаемого изобретения (образец 3) приводит к

новыщению долговечности до уровня незакаленных образцов. Отклонение же от параметров, регламентированных формулой изобретения (см, таблицу, образцы 4 и 5),. приводит к существенной потере эффекта применения предлагаемого способа, т,е„ к снижению долговечности по сравнению с образцом 3. Образец 6 иллюстрирует возможность замены пластического деформирования со статическим приложением нагрузки деформированием с ударным приложением нагрузки при соответствующем выборе знергии удара как в закаленной, так и в незакаленной

35

зоне, а образец 7 - возможность частичного применения ударного приложения нагрузки только в закаленной зоне

Таким образом, применение пред- 40 лагаемого способа позволяет повысить качество звездочек за счет увеличения трещиностойкости впадин зубьев о

45

50

55

Формула изобретения

1. Способ изготовления звездочек цепных передач, включающий формообразование звездочек штамповкой, термическую обработку сердцевины на заданный уровень статической прочности И поверхностную закалку с индукционного нагрева на твердость HRC 55-60, отличающийся тем, что, с целью повьгаения качества звездочек за счет увеличения трещиностойкости впадин зубьев, индук- ционпую закалку осуществляют с охватом впадин зубьев ниже окружности впадин на величину 0,5 - I ее радиуса, а торцовые поверхности звездочки подвергают поверхностному пластическому деформированию в зоне окружности впадин и ниже окружности впадин на величину не менее 5 ее радиусов, при этом обкатку закаленной и незакаленной зон ведут с различными усилиями, определяемыми по формулам

сГ ЧНКС) -10

s/- . т 7.

-3 1гп,зп in 6 к ,

де Р, - усилие обкатки закаленной

зоны, кН; Рц - усилие обкатки незакгшен-i

ной зоны, кН;

ЙЯС - твердость поверхности в закаленной зоне;

предел текучести сердцевины, Ша;

R - приведенный радиус кривизны деформирующего инструмента, мм;

f - требуемая толщина наклепанного слоя, мм, принш а- емая равной 0,09 - 0,12 ширины звездочки.

2 о Способ ПОП.1, отличающийся тем, что поверхностное пластическое деформирование торцо- вых поверхностей осуществляют с ударным прилож.ением нагрузки при различной энергии удара в закаленной и не- -закаленной зонах, при этом величина /энергии удара определяется по форму- лам

,451-10-. (HRC)«

ц 4,05 -10

-8

rtiiCtl ,1S/7

1{1

где

ЕЗ - энергия удара при деформировании закаленной зоны, Дк;

8(,- энергия удара при деформировании незакаленной зоны, Дж.

Зо Способ поппо и2, отличающийся тем, что поверхностное пластическое деформирование тор-;, цовых поверхностей в за каленной зо- . не осуществляют с ударным приложени- ем нагрузки с энергией удара 3 & в незакаленной - со статическим приложением нагрузки с усилием Р.

Изобретение относится к обра- .ботке металлов давлением и может . быть использовано при изготовлении цепных передач.- Цель - повьшение качества звездочек за счет увеличения трещиностойкости впадин зубьев. Формообразование звездочек производят путем штамповки. Сердцевину термически обрабатьшают на з аданный уро- вень статической прочности. Поверхностную индукционную закалку осуществляют с охватом впадин зубьев и ниже окружности впадин на величину 0,5-1,0 радиуса впадины. Торцовые поверхности звездочки подвергают поверхностному пластическому деформированию в зоне окружности впадин и ниже окружности впадин на величину не менее пяти ее радиусов. Обкатку закаленной и незакаленной зон ведут либо с различными величинами усилий знергии удара, либо с ударным приложением нагрузки в закаленной зоне и со статическим в незакаленной. Указанные величины определяют по приведенным соотношениям. Силовой механизм, обеспечивающий необходимое усилие обкатки, - пружинного либо гидравлического типа. По достижении граничной окружности зоны обкатки деформирование прекращается. 2 з.п. ф-лы, 1 табл. (Л

Образец

Харак теристика

Термически улучшенный без закалки

зубьев2,1

Термически улучшенный и закаленный на 1. мм ниже впадины (0,5 радиуса

впадины)0,7

Термически улучшенный, закаленный на 1 мм ниже впадины и пластически деформированный по торцам на 10 мм ниже впадины (5 радиусов впадины) - предлагаемьй способ2,0

То же, но закаленный на 0,8 мм ниже впадины (0,4 радиуса впадины)1,4

То же, что образец 3, но деформированный на 9 мм ниже впадины (4 радиуса впадины)1,6

То же, что образец 3, но деформированный с ударным приложением нагрузки

(з 0,3 Дж, н 0,05 Дж)1,95

То же, что образец 3, но деформированный с ударным приложением в закаленной

.зоне ( j 0,3 Дж) и статическим в не закаленной зоне (Рц 2,7 кН)1,9

Число циклов до разрушения, млн