Способ изготовления звездочек цепных передач

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК Ю 11 4 Г 16 С 13/10 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗВЕЗДОЧЕКЦЕПНЫХ ПЕРЕДАЧ(57) Изобретение относится к обра,ботке металлов давлением и можетбыть использовано при изготовлениицепных передач. Цель - повышение качества звездочек за счет увеличениятрещиностойкости впадин зубьев. Формообразование звездочек производятпутем штамповки. Сердцевину термически обрабатывают на заданный уро 1Изобретение относится к общему машиностроению и может быть использовано при изготовлении цепных передач.Цель изобретения - повышение 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-:801463986 А 1 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 энергии удара, либо с ударным приложением нагрузки в закаленной зоне и со статическим в неэакаленной. 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. 2ванной стали позволяет варьировать свойства сердцевины звездочки в широких пределах эа 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 трещиностойкостиз 14639 сердцевины. Далее осуществляют поверхностную. закалку зубьев с индукционного нагрева на твердость НКС 55-60, причем форма индуктора полб5 ностью соответствует форме зуба ивпадины, а охлаждение осуществляют водой. Зубья подвергают необходимой чистовой обработке (шлифованию) для обеспечения их точности и последующему поверхностному пластическому,деформированию торцовых поверхностейс помощью соответствующих обкатных приспособлений на лоботокарном, расточном или сверлильном станках. Си" 15 ловой механизм, обеспечивающий необходимое усилие обкатки, - пружинного либо гидравлического типа. Тогда усилие обкатки регулируется путем установки соответствующеи величины сжагтия пружины либо по манометру. Граница зоны закалки зубьев известна в 1соответствии с требованиями чертежа и контролируется (после выполнения закалки) путем измерения твердости. 25 Поверхностное пластическое деформи 1 рование целесообразно выполнять путем радиального перемещения обкат- ного приспособления от окружности впадин к центру с изменением усилия 30 обкатки на границе закаленной зоны. По достижении граничной окружности зоны обкатки, отстоящей от окружности впадин на расстоянии не менее 5 радиусов, деформирование прекраща,ется.П р и м е р. Для проверки эффективности предложенного способа изготовления звездочек цепных передач 4 О изготавливают и испытывают на усталость зубчатые образцы, аналогичные испытанным при исследованиях оптимальной толщины наклепанного слоя. Образцы (толщиной 10 мм) нзготавли вают из стали 9 Х, нарезают зубья, подвергают их термическому улучшению на категорию прочности КП 70, предел текучести 735 МПа, Зубья и зоны впадин подвергают затем индукционной закалке на твердость 60 НКС и последующему поверхностному пластическому деформированию боковых поверхностей. Толщина наклепанного слоя принята равной 0,1 толщины образца, т.е. 1 мм. Тогда усилие обкатки, определенное по предложеннымзависимостям, принимается равным взакаленной зоне Рэ = 7,3 кН, в неза 864каленной Р=2,7 кН. Деформирующий инструмент - ролик, приведенный радиускривизны составляет 1,16 мм,Образцы испытывают на усталость взоне 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 поверхностнаязакалка зубьев приводит к снижениюусталостной долговечности по сравнению с незакаленными образцами. Дополнительное же поверхностное пластичес"кое деформирование торцов с соблюдением всех признаков предлагаемогоизобретения (образец 3) приводит кповышению долговечности до уровня незакаленных образцов. Отклонение жеот параметров, регламентированныхформулой изобретения (см. таблицу,образцы 4 и 5),. приводит к существенной потере эффекта применения предлагаемого способа, т.е. к снижениюдолговечности по сравнению с образцом 3. Образец 6 иллюстрирует возможность замены пластического деформирования со статическим приложением нагрузки деформированием с ударным приложением нагрузки при соответствующем выборе энергии удара какв закаленной, так и в незакаленнойзоне, а образец 7 - возможность частичного применения ударного приложения нагрузки только в закаленнойзоне,Таким образом, применение предлагаемого способа позволяет повыситькачество звездочек эа счет увеличения трещиностойкости впадин зубьев.Формула изобретения1, Способ изготовления звездочек цепных передач, включающий формообразование звездочек штамповкой, термическую обработку сердцевины назаданный уровень статической прочности и поверхностную закалку с индукционного нагрева на твердостьНКС 55-60, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения качества звездочек за счет увеличения трещиностойкости впадин зубьев, индукционную закалку осуществляют с охватом впадин зубьев ниже окружности впадин на величину 0,5 - 1 ее радиу1463986 Число циклов до разрушения;мпн Образец Характеристика Термически улучшенный без закалки зубьевТермически улучшенный и закаленный на 1.мм ниже впадины (0,5 радиуса впадины)Термически улучшенный, закаленный на 1 мм ниже впадины и пластически деформированный по торцам иа 1 О мм ниже впадины (5 радиусов впадины) предлагаемый способТо же, но закаленный на 0,8 мм ниже впадины (0,4 радиуса впадины) То же, что образец 3, но деформированный на 9 мм ниже впадины (4 радиуса впадины)То же, что образец 3, но деформированный с ударным приложением нагрузки (Еь = 0,3 Дж, Ен= Оэ 05 Дж) То же, что образец 3, но деформированный с ударным приложением в закаленной ,зоне ( 1 ь =0,3 Дж) и статическим в не закаленной зоне (Рн = 2,7 кН) 2,1 0,7 2,0 1,4 1,6 1,95 1,9 са, а торцовые поверхности звездочки подвергают поверхностному пластическому деформированию в зоне окружности впадин и ниже окружности впа" дин на величину не менее 5 ее радиусов, при этом обкатку закаленной и незакаленной зон ведут с различными усилиями, определяемыми по формуламР =0,036 8 ц(НКС)КР =О 543 10 3 У Д В.э т Э где Р - усилие обкатки закаленной3зоны, кН;Р - усилие обкатки неэакален-ной зоны, кН;НКС " твердость поверхности в закаленной зоне;6, - предел текучести сердцевины, МПа;К - приведенный радиус кривизны деформирующего инструмента, мм;8 - требуемая толщина наклепанного слоя, мм, принимаемая равной 0,09 - 0,12ширины звездочки. 62, Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что поверхностноепластическое деформирование торцовых поверхностей осуществляют с ударным приложением нагрузки при различной энергии удара в закаленной и не.закаленной зонах, при этом величинаг энергии удара определяется по формуЕз =0,451 10,Р (НКС) " К=4,0510 - с Ь Кгде Е, - энергия удара при деформировании закаленной эоны Дж 11 - энергия удара при деформировании незакаленной зоные Джа 20 3. Способ по пп.1 и 2, о т л и "ч а ю щ и й с я тем, что поверхностное пластическое деформирование тор-:, цовых поверхностей в закаленной зо- .не осуществляют с ударным приложени ем нагрузки с энергией удара Ез, ав незакаленной - со статическим приложением нагрузки с усилием Р.