Способ изготовления шестерни синхронизатора

(5 ш" 1 Ю тт ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ СВИДЕТЕЛЬСТВУ К АВТОРСХ м екГитлевич,1 О,С. Потамы, раскаждого оверх/7 длинь тью,осьигуруды ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ(22) 08,05.84 .(46) 07,10.85. Бюл, Р 37 (72) Н.Я. Парканский, А.Е. В.В. Михайлов, Г.Г. Рябко, пов, Н.П. Коваль и М,Л. Хайт (71) Институт прикладной физики АН МССР (53) 621,825(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР В 155811, кл, С 21 Э 7/02, 1968.Авторское свидетельство СССР 9 453273, кл, В 23 Р 1/18, 1974.Поляков В.Ф., Барбаш И.Д. Ряховский О.А. Справочник по муфтам, Л.: Машиностроение, 1979, с. 138. (54)(57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ШЕСТЕР НИ-СИНХРОНИЗАТОРА, включающий выполнение на внешней поверхности шестерни зубчатого венца и нанесени УапРОЮЛЕНиЕ Юрбщения ЯО 1 3751 покрытия на каждую головку зуба,причем последнее осуществляют путпериодического контактирования элтрода электроискровых разрядниково боковую поверхность зуба, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что , сцелью повышения долговечности шестерни, покрытие наносят на толщинравную 0,01-0,015 толщины зуба,в виде равномерных по профилю зубутолщений грибообразной форположенных у вершины зуба, сторца с заходом на боковую иность на длину, равную 1/3 указанных поверхностей, причем утщение наносят электродом с твердо2,6-3,6 от твердости материала шетерни, а суммарную удельную плотность энергии разрядов выбираютравной 3,0-9,6 кДж/см1 1183Изобретение относится к машино=строению, в частности к синхронизирующим устройствам зубчатых колес,например коробки скоростей автомобиля. 5Цель изобретения - повышение долговечности шестерни-синхронизатора.С этой целью на каждый зуб шестерни у его вершины наносят покрытиев виде грибообразного утолщения, 10Утолщение головки зуба из болеетвердого материала с одной сторонызащищает его наиболее уязвимые участки поверхности как в процессе входашестерен"синхронизаторов в зацепление (ведущей и ведомой), так и придальнейшей эксплуатации коробкискоростей, а с другой - в процессеэксплуатации улучшает зацеплениешестерен-синхронизаторов, ибо локализует износ незащищенных участковбоковых поверхностей в зонах, примыкающих к утолщению, что "усиливает"указанный профиль и исключает возможность выхода зубьев из зацепления.Необходимость утолщения связанатакже с тем, что при входе шестеренсинхронизаторов в зацепление их поверхности испытывают ударные нагрузки, что обусловливает их повышенныйизнос из-за сколов.Экспериментально установлено,что толщину указанного покрытияследует выполнять в пределах 0,01- З 50,015 от толщины зуба.При выходе за указанный интервалв сторону уменьшения твердости на,блюдается быстрый износ головкизубьев, а при использовании материала с большей твердостью - быстроеразрушение из-за возросшей хрупкости.Способ изготовления шестерни-синхронизатора заключается в том, чтосперва шестерню обрабатывают и получают на ее внешней поверхностизубчатый венец, Затем на торце головки каждого зуба и на участках боковых поверхностей, примыкающих кторцу, формируют с помощью электроискровых разрядов покрытие, образующее грибообразное утолщение, длячего осуществляют периодическое контактирование электрода-инструментас обрабатываемыми участками головки зуба. Утолщение должно бьггь выполнено с заходом на боковую поверхность зуба на длину, равную 1/1-1/7 751 2длины указанной поверхности. Если длина утолщения меньше 1/7 длины боковой поверхности зуба, то образованный выступ в процессе эксплуатации шестерни-синхронизатора быстро скалывается. Если же выполнить утолщение, длина которого превышает 1/3 длины боковой поверхности зуба, то оно затрудняет либо делает вообще невозможным зацепление зубьев сопрягаемой шестерни. Суммарная удельная плотность энергии разрядов (3,0- 9,6 кДж/см) обеспечивает получение утолщения головки зуба на толщину, равную 0,01-0,015 толщины зуба, прочно сцепленного с подложкой, При обработке с суммарной удельной энергией, выходящей за приведенный интервал, в случае его уменьшения не удается создать долговечную конструкцию шестерни, так как высота покрытия оказывается меньшей 0,01 толщины зуба, и покрытие при эксплуатации быстро изнашивается.При энергии разрядов большей 9,6 кДж/см формируется покрытие2высотой большей 0,015 толщины зуба, шероховатость его повышается, Нормальный вход шестерни в зацепление затрудняется, создается почва для скола покрытия. Для того, чтобы сформировать утолщение с твердостью в 1,5-2,5 раза большей твердости материала шестерни, используют электрод-инструмент из материала, твердость которого в 2,6-3,6 раза больше твердости материала шестерни. Это объясняется тем, что покрытие, полученное с помощью электроискровых разрядов, мягче твердых композиционных сплавов, используемых для изготовления электрода-инструмента (анода), необходимого для упрочнения шестерни-синхронизатора из-за селективной эрозии.Способ изготовления шестерни включает режимные характеристики. Электроискровое легирование позволяет достаточно просто создать утолщение требуемых параметров, которое было бы надежно сцеплено с материалом основы и обеспечило бы его эксплуатационные характеристики. Известно, что в силу специфики данного процесса твердость покрытия отличается от твердости материала электрода и обусловлена особенностя1183751 Редактор А.Ксзориз Техред И.Асталош Корректор В.Синицкая Заказ 6253/38 Тираж 897 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 ми взаимодействия эродируемого материала анода с плазмой искрового разряда заданных энергетических параметров.На чертеже показано синхронизирую щее устройство коробки скоростей для реализации предлагаемого способа.В синхронизирующем устройстве ведущая 1 и ведомая 2 шестерни-синхронизаторы несут на своих торцах 1 О кулачковые зубья 3 и 4 соответственно, Головки зубьев 5 имеют утолщения 6.При включении передачи ведущая шестерня-синхронизатор 1 перемещает ся в направлении, указанном стрелкой. При этом, из-за разности скоростей вращения шестерен 1 и 2 зубья 3 и 4 соударяются торцами, а затем, под действием осевой нагрузки, проскальзывают и зацепляются боковыми поверхностями. После этого ведомая шестерня 2 начинает синхронно вращаться с шестерней 1. При увеличении нагрузки на ведомую шес теряю 2, например, со стороны ведущего моста автомобиля выступы утолщений 6 зубьев 3 и 4 зацепляются, что исключает самопроизвольное расцепление шестерен 1 и 2 под действием ЗО осевой нагрузки. При выходе шестерен 1 и 2 в зацепление происходит ударное нагружение торцов головок зубьев и последующее нагружение рабочих поверхностей зубьев. В процессе35 эксплуатации износу подвергается как торец, так и рабочая поверхность. Предложенная конструкция шестерни локализует износ на боковыхповерхностях зубьев, в зоне, примыкающей к утолщению, так как ударболее твердого торца головки привходе шестерен в зацепление приходится именно на эту часть поверхности. В процессе эксплуатации боковины зубьев испытывают и динамические нагрузки. Это также способствуетформированию профиля зуба, обеспечивающего "анкерное" зацепление, препятствующее выходу шестерен из зацепления. Если проследить за движением зуба одной шестерни при входешестерен в зацепление, то видно,что это движение происходит междузубьями второй шестерни вначале поутолщению, сформированного покрытием,далее наблюдается срыв с него нанезащищенные боковые поверхностии продвижение вперед с периодическим контактированием твердой поверхности (с покрытием) утолщения головки с незащищенными боковыми поверхностями сопрягаемых зубьев,Сформированное утолщение увеличивает эффект зацепления зубьев шестерен-синхронизаторов, который в процессе эксплуатации усиливается, тем, что при входе зубьев в зацепление и в процессе эксплуатации максимально локализует износ в зоне, примыкающей к утолщению, а также повышает долговечность работы шестерни-синхронизатора.