Способ упрочнения поверхности зубьев зубчатых колес

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1291 МИТЕТ СССРЙ И ОТКРЫТИЙ фСЕСЕжщ ь1 ПИСАН ИЗОБРЕТЕНИ ТЕЛЬСТ АВТО астическое дти зубьев,во впадинахтелами 10батываемому(56) Авторское свидетельство ССУ 444629, кл. В 24 В 31/104, 19(54) СПОСОБ УПРОЧНЕНИЯ ПОВЕРХНОЗУБЬЕВ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС(57) Изобретение относится к спбам упрочнения деталей поверхноным пластическим деформированиеи предназначено для упрочненияверхности зубьев зубчатых колесЦелью изобретения является повьние качества обрабатываемой пов а веденному сформирующемуравными углоСР71.СТИосо ермирующии шестерни. меньшена до кружности.Дезубчатое костороны Высойемой поверхравномерного ующих элеоза сче еформи нос ч аспределения ентов. 2 ил. ерхФ 6 ц ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТ 21 Н 5/00,. В 24 В 3 ности. Осуществляют п формирование поверхноссвободно размещеннымизубьев обрабатывающимиПри этом сообщают образубчатому колесу 1 и вним в зацепление де1элементу 5 вращение свыми скоростями. Дефомент выполняют в видеПричем высота зубьев удиаметра делительной оформирующий элемент илесо вращают в разныекое качество обрабатывИзобретение относится к машиностроению и предназначено для упрочнения зубьев зубчатых колес поверхностным пластическим деформированием.Целью изобретения является повышение качества обрабатываемых поверхностей за счет равномерности обработки.На фиг1 представлена принципиальная схема устройства для упроч," нения зубчатых колес для реализации способа; на фиг,2 - сечение А;А на фиг. 1.В устройстве для реализации способа подлежащее упрочнению зубчатое колесо 1 установлено на валу 2 привода с воэможностью вращения в корпусе 3, в котором параллельно валу 2 установлены валы 4, например, через 120 , на которых закреплены с воэможностью вращения выполненные в виде шестерни с уменьшенными по высоте диаметра делительной окружности зубьями с модулем, равным модулю зубьев упрочняемого зубчатого колесй, деформирующие элементы 5, количество. зубьев каждого из которых равно количесгву зубьев упрочняемого зубчатого колеса. Ширина зубьев деформирующих элементов 5 равна ширине венца упрочняемого зубчатого колеса 1. Валы 2 и 4 уста. новлены в корпусе 3 на опорах 6 качения, На противоположных концах каждого из валов 2 и 4 установлено по шестерне 7, модуль и количество зубьев которых равны соответственно модулю.и количеству зубьев упрочняемого зубчатого колеса 1, Зубчатое колесо 1, деформирующие элементы 5 и шестерни 7 установлены на валах 2 и 4 при помощи шпонок 8 и ограничены от перемещений в осевом направлении разрезными стопорными кольцами 9, Выходной конец вала 2 через муфту соединен с электродвигателем привода устройства (не пока" заны). В каждой иэ впадин зубьев ,зубчатого колеса 1 свободно расположены обрабатывающие тела 10, например стальные закаленные шары, твердость которых превьппает твердость материала зубчатого колеса 1. Радиус обрабатывающих тел 10 составляет 0,8-0,9 радиуса ножки зуба зубчатого колеса 4, а насыпной объем их в каждой из впадин зубьев равен Ч=" (1 12- .ф )(1+ - )(Н+ - ),(1) ш 2 2,25 1 О 22 22 2где Н - ширина венца обрабатываемого зубчатого коле 5 са 1,Е и ш - количество зубьев и модуль зубчатого колеса 1,П - диаметр окружности вер 10шин зубьев зубчатого колеса 1.Объем обрабатывающих тел Ч составляет половину объема впадины зуба упрочняемого зубчатого колеса.Упрочняемое зубчатое колесо 1 на высоту, превьппающую высоту его зубьевна величину радиуса обрабатывающихтел 10, обхвачено внутренней поверхностью корпуса 3, концентричной поверхности вершин зубьев упрочняемого зубчатого колеса 1 с диаметром,превьппающим диаметр вершин зубьевколеса 1 на величину радиуса обраба.тывающего тела 10. На участках,где25 с упрочняемым зубчатым колесом 1введены в зацепление деформирующиеэлементы 5, внутренняя поверхностькорпуса 3 прервана на длину дуги,превышающую длину линии зацепЗО лейия упрочняемого зубчатого колеса1 с деформирующим элементом 5 натолщину зуба упрочняемого зубчатогоколеса 1, Сверху корпуса 3 расположена крьппка 11,Упрочнение зубчатых колес осуществляют следующим образом,При снятой крышке 11 в корпусе 3на валу 2 с помощью шпонки 8 и стопорного кольца 9 фиксируют подлежа 4 О щее упрочнению зубчатое колесо 1,Впадины зубьев колеса 1 на величинуобъема, определяемого зависимостью(1), заполняют обрабатывающими телами 10. Закрывают корпус 3 крышкой45 11 и сообщают от электродвигателяпривода вращение валу 2, совместнос которым вращаются закрепленные нанем упрочняемое зубчатое колесо ишестерня 7, Через шестерни 7 враще 50 ние передается валам 4, на которыхзакреплены деформирующие элементы 5,Поскольку шестерни 7 выполнены смодулем и количеством зубьев, равны ми модулю и количеству зубьев упу рочняемого зубчатого колеса 1, вращение деформирующих элементов 5 происходит с угловой скоростью, равнойугловой скорости вращения упрочняемого зубчатого колеса 1. При враще 1291261нии деформирующих элементов 5 и упрочняемого зубчатого колеса 1 рас.положенные во впадинах зубьев колеса 1 обрабатывающие тела 10 интенсивно перемешиваются. По мере вступления в зацепление зуба деформирующего элемента 5 с зубьями упрочняемого зубчатого колеса 1 расположенные в соответствующей впадине зубьев обвабатывающие тела 10 уплотняются.Так как твердость обрабатывающих тел 10 превышает твердость материала зубчатого колеса 1, в местах контакта поверхности зубьев колеса 1 с обрабатывающими телами 10 материал зубчатого колеса 1 пластически деформируется, упрочняется. По мере выхода из зацепления зуба деформирующего элемента 5 давление на обрабатывающие тела 10 во впадине зубьев колеса 1 уменьшается, от выпадания обрабатывающих тел 10 иэ впадин зубьев колеса 1 в результате действующей на них при вращении колеса 1 центробежной силы удерживает внут-. ренняя поверхность корпуса 3. По истечении половины от общего времени обработки зубчатого колеса 1 изменением направления вращения вала электродвигателя привода реверсируют направление вращения зубчатого колеса 1 и деформирующих элементов 5. Перемешивание обрабатывающих тел 10 .во впадинах зубьев колеса 1 при периодическом уплотнении их зубьями деформирующих элементов, реверсирование направления вращения зубчатого колеса, а также использование обрабатывающих тел 10 радиуса, меньшего радиуса ножки зуба колеса 1, обеспечивают равномерность упрочнения поверхности зубьев упрочняемого зубчатого колеса, Максимальные толщиныупрочненного слоя и степень наклепа на поверхности зубьев уп- рочняемого зубчатого колеса за счет того, что наибольшая величина давления между деформирующими элементами 5 и зубчатым колесом 1 лежит в плоскости, проходящей через оси их вращения, обеспечиваются при этом на поверхности окружности впадин зубьев и в радиусных переходах ножек зубьев. По истечении определенного для данного зубчатого колеса времени обработки, определяемого экспери- ментальным путем и зависящего от материала зубчатого колеса и требуе 20 шестерни с уменьшенными по высотедиаметра делительной окружности зубьями с теми же, что и упрочняемаяшестерня, модулем и количествомзубьев, В качестве обрабатывающихтел используют стальные до НН С 60шары диаметром 2 мм. Упрочнение шестерни осуществляют на протяжении10 мин при частоте вращения 24 с ,причем после первых 5 мин обработкиреверсируют направление ее вращения.Измерения толщины упрочненного слояповерхностей зубьев, проведенные сиспользованием косых шлифов материала зубьев на приборе НМТ-З, показы вают, что в результате упрочняющей 40 45 лепа материала зубьев в поверхностжек зубьев. фор мула 50 изобретения Способ упрочнения поверхностизубьев зубчатых колес, при котором на 55 поверхность зубьев воздействуют деформирующими шариками, размещенными 51015 мых показателей качества упрочняющей обработки, останавливают электродвигатель привода, снимают крышку 11 иэ корпуса 3, предварительно сняв стопорное кольцо 9, извлекают упрочненное зуочатое колесо 1, а обраба" тывающие тела 10 удаляют в тару. Затем на валу 2 фиксируют очередное подлежащее упрочнению зубчатое колесо и цикл обработки повторяют в аналогичном порядке.Осуществляют упрочнение шестерни редуктора заданного хода комбайна модели КС 6, изготовленной из материала 19 ХГН и прошедшей термообработку закаливанием ТВЧ до НК С 40, имеющей 18 зубьев с модулем 4 мм. В качестве деформирующих элементов используют закаленные до НК С 50-55 обработки максимальная толщина упрочненного слоя (0,35-0,4 вмм) обеспечивается на участке окружности впадинзубьев и в радиусных переходах ножекзубьев. Боковая поверхность зубьев(на участке, прилегающем к делительной окружности) упрочнена при этом на0,25-0,3 мм, поверхность головокзубьев - на 0,2-0,25 мм. Степень накном слое при этом колеблется от 5-7 Х,на участке головок зубьев до 15-183во впадинах и радиусных йереходах нов полости, образованной впадинами зубьев зубчатого колеса и стенками корпуса, при этом зубчатому колесу1291261 И 3. Я Н. Сейфулинаович Корректор оставител ехред И.П Редактор О, Голов Сирохма аказ 7712 ТирВНИИПИ Госуда ж 588 Подпитета СССРкрытий е ственного ком обретений и о -35, Раушская о дела 113035, Москва,йаб., д, 4/5 роизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,сообщают вращение, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения качества обрабатываемых поверхностей за счет равномерности обработки, в зацепление с зубчатым колесомвводят по меньшей мере одну шестернюс уменьшенными по высоте до диаметра делительной окружности зубьями с модулем, равным модулю зубьев зубчатого колеса, а часть шариков размещают во впадине между зубьями шестерни и 5 зубчатого колеса, которые вращают с одинаковыми угловыми скоростями.