Зубчатое колесо

(5 Ц 4 САНИЕ ИЗОБРЕТ Р СНОМ,Ф ЕЛЬСТ Медовар,коров, В.Я.СаКоваленко,.А .Б едова ем надежности и АН БССР 1982. состояяженногоногослойсУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Институт проблдолговечности машин(56) Патент Германии Яф 49708кл. 47 В 23, 1930.Авторское свидетельство СУ 1099157, кл. Р 16 Н 55/17(54)(57) 1. ЗУБЧАТОЕ КОЛЕСОщее из ступицы и венца, сопрсо ступицей и выполненного мным с расположением слоев эк 801183759 А тантно профилю зубьев, а толщина части слоев переменна в направлении от ножек к вершинам зубьев, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения долговечности, все остальные слои также имеют переменную толщину в том же направлении.2, Колесо по п.1, о т л и ч а ю - щ е е с я тем, что, с целью повышения долговечности при выполнении колеса металлическим, наружный слой и внутренние слои выполнены из материалов с различной прокаливаемостью, меньшей у материала наружного слоя.3. Колесо по п. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что по крайней мере один слой выполнен в виде волокон с различной ударной вязкостью, большей у волокон, расположенных вдоль.торцов венца.1 1183Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в зубчатых передачах.Цель изобретения - повышение долговечности зубчатого колеса. 5Положительный эффект достигается путем выполнения всех слоев многослойного в радиальном направлении зубчатого венца колеса переменными по толщине в направлении от ножек к 10 головкам зубьев. В металлических колесах эффект повышается путем выполнения наружного и внутренних слоев из материалов с различной прокаливаемостью. Положительный эффект усили вается при выполнении одного из слоев из волокон с различной ударной вязкостью в зонах торцов у середины осевой протяженности зубьев.На фиг.1 показанаконстукция зуб чатого колеса с радиальной слоисто- стью; на фиг. 2 - схема напряжений при изгибе зуба; на фиг. 3 - схема армирования зубьев волокнами в аксонометрии, 25Зубчатое колесо с радиальной сло-истостью состоит из ступицы 1, промежуточного слоя 2 и многослойного зубчатого венца 3, имеющего наружный 4 и внутренние 5 слои (фиг. 1), Толщина слоев 4 и 5 монотонно возрастает от ножки к головке зуба.Армированное волокнами зубчатое колесо (фиг, 3) состоит из слоев, по крайней мере один из которых35 содержит армирующие волокна 6, расположенные вдоль поверхности зубьев и сгруппированные в слой. Волокна 7, расположенные у торцов, выполнены из материала с повышенной ударной: вязкостью.При работе зубчатого колеса максимальные напряжения возникают в зонахи 11 (фиг, 2), причем возникающие микротрещины, приводящие к лави 45 нообразному развитию трещины и поломке зуба в монолитном колесе, замедляют или прекращают свое развитие на границе слоев, обеспечивая значительное повьшение его долговечности.50Толщина зуба по диаметру, на котором расположено опасное сечение зуба,759ориентировочно равна двум модулям. Поэтому толщина слоев у ножки зуба, исключающая значительное снижение площади опасного сечения при появлении трещин, должно быть принято ориентировочно равным 0,05-0,1 модуля, При возникновении и развитии трещины в корпусном слое опасное сечение уменьшается на 2,5-57, что допустимо.В металлических колесах наружные слои выполняются из материала с повышенной прокаливаемостью, из стали с содержанием углерода 1,0-1,27, что обеспечивает после закалки твердость поверхности НКС 59-62 без проведения цементации, являющейся сложной технологической операцией. Твердость наружной поверхности, ее износостойкость и прочностные характеристики лежат в более узком диапазоне значений, что способствует снижению рассеивания долговечности зубчатых колес и повышения его надежности. Монотонно возрастающая к головке зуба толщина наружного слоя на диаметре длительной окружности имеет толщину 0,2-0,4 модуля, достаточную для обеспечения высокой износостойкости зубчатого колеса в пределах сохранности эвольвентного зацепления, При этом высокие износостойкие свойства сохраняются одинаковыми по толщине слоя, в отличие от снижающихся свойств при удалении от поверхности у цементируемых зубчатых колес, Это обеспечивает повышение износостойкости зубчатых металлических колес в 1,8-2 раза. Так как на переходной кривой следующий за наружным слой имеет твердость 30-45 НКС, т.е, обладает повышенной вязкостью, то в сочетании с эффективным гашением трещин выносливость зубьев при изгибном нагружении также возрастает в 2-2,5 раза.При работе армированного волокнами зубчатого колеса с повышенной ударной вязкостью слоев в районе торцов, как правило, сосредотачиваются ударные нагрузки, обеспечивается повышение долговечности колеса.