Способ изготовления зубчатых колес

(5) 4 ( 21 В 9/О ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ВИДЕТЕЛЬСТ ОРСК в том, что форму попере зуба изменяют таким об згибающий момент от вну равнялся нулю, а коорди тяжести измененного сеччаетсясеченичтобы ог азам рен- наты них с цент н/;Г 3; Е;Ь;Ь;,к 1 е 0 -ст уктурная слоя етственно толщина иОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Запорожский машиностроительный институт им. В.Я.Чубаря(56) Гуляев А.П. Термическая обработка стали. М.: Машиностроение, 1953, с, 229.Юрьев С.ф. Деформация стали при химико-термической обработке. М.: Машгиз, 1950, с. 147-148. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС(57) Изобретение относится к области термической обработки металлов и сплавов, а именно к способу изготовления зубчатых колес муфты сцепления. Цель изобретения - уменьшение короб- пения зубьев колес муфты при сохранении служебных свойств поверхности зубьев, Сущность изобретения заклю/3;Е,Ь,Ь гдсдеформация цементованногоЕ, Ъ;, Ь;, у х - соотвмодуль упругости, ширина,координаты центра тяжестичетного слоя поперечного сба, и, ш - число расчетныхвдоль главных осей инерцииричного поперечного сеченияперечное сечение зуба измевысверливания отверстия,Э; - .3;и; ЕГ,Е РЕ;г,с 2 Ь+Ъ,= 3(Ь+Ь,)"- (8 6667 +12 ь Р= - (Ь +Ь12г 2 Ь; + Ьс зТь, +ь,Изобретение относится к термической обработке металлов и сплавов, аименно к способу изготовления зубчатых колес муфты сцепления.Цель изобретения - уменьшение коробления зубьев муфты при сохранениислужебных свойств поверхности зубьев.На чертеже представлена схема,поясняющая способ,На чертеже обозначено; 1 - фигура Юзуба муфты, 2 - отверстия,Перед цементацией проводится смещение центра тяжести поперечного се.),чения зуба путем изменения его формытак, чтобы изгибающий момент от внутренних сил равнялся нулю.При этом координаты центра тяжес"ти измененного сечения должны определяться иэ следующих зависимостей: где 3, " структурная деформация цементированного слоя,Е;Р ,Х , У - модуль упругости, площадь и ординаты центра тяжести х-го расчетного слоя поперечного сечения зуба, 35п,щ - число расчетных слоев, накоторое разбивается вдоль главных осей инерции несимметричное поперечное сечение зуба. 40П р и м е р, С целью повьппения износоустойчивости муфты сцепления из стали 20 ХГР зубья муфты подвергаются цементации. В процессе цементации и последующем охлаждении зубья муфты 45 коробятся. При этом, как показала практика, в зависимости от плавки зубья могут коробиться внутрь или расходитвся.Требуется известным способом уменьшить коробление зубьев муфты сцепления. Размеры зуба Ь; = 13 мм, Ъг = 8,67 мм, Н = 10 мм, Глубина цементованного слоя Ь, = Ь = Ьэ = 0,3 мм.Вычисляем координату центра тя жести поперечного сечения зуба: 2----- 5,33 мм (2)( 2 1 3 + 8 6 7 )1 03 ( 1 3 + 8 , 6 7 ) Иэ условия равенства нулю изгибающего момента от внутренних сил при постоянной по всему параметру зуба структурной деформации 0 = сопзЕ получаем: 11= 3 8 Ь (Н - у - 0,5 Ь ) -8 "гЬ 1 5" ) НЬз(У0,5 Н) = О (3) Определяем размер Я, цементируемой поверхности при полной цементации боковых и нижней 8 = Ьг = 8,67 мм поверхностях зуба.После подстановки исходных данных в условие (3) находим:Зф (1 О - 5,33 - 0,3 0,5)8 ф 67(5 ь 33 Оь 3 05)- 10(5,33 в .5) = О,откуда Я = 10,63, что составляет 0,82 от Ь; . Таким образом, внешняя поверхность зуба должна быть защищена от цементации примерно на 18.Защищаем часть наружной поверхнос" ти зуба от цементации путем меднения. С этой целью выполняем следующие операции; монтаж детали, обеэжиривание, промывка, травление, промывка, декопирование, промывка, меднение, промывка, сушка, демонтаж.Процесс декодирования при требуемой точности соблюдения размеров предохранения поверхности зуба от цементации механизировать трудно.11 одвергают муфту цементации.Положительный эффект оценивается улучшением качества и удешевлением продукции ускорением процесса производства и улучшением условий труда.Теперь уменьшим коробление предложенным способом.Определяем координату центра тяжести У и площадь Р поперечного сечения зуба, не ослабленного технологическим отверстием:3 1296607 4Примем моДУль УпРУгости ДлЯ цемен- от цементации внешней поверхноститованной и нецементованной стали зуба АЫ (прототип) от требуемого иэодинаковыми (Е = сопят), величину гибающего момента.МРУ. Ур Д ф Р Ц О = Г и Например, если в поперечном сечетолшину цементованного слоя Ь = 5 нии зуба рассматриваемой муфты просверлить в центре с координатой усОпределим по формуле (1) центр = 7 мм круглое отверстие диаметромтяжести новой формы поперечного сече- д = 3 мм то изгибающий момент9ния зуба, обеспечивающей полное уст- М ЯЕ = 1 588 мм уменьшится по сравфранение коробления зуба: 10 нению с моментом М/ГЕ = 3,136 ммр 2 Ь(Ь/2) + Ъ(Ь - Ь/2)+Ь Ьр/2 для зуба беэ отверстия в 2 раза.ис Ь + Соответственно кривизна и прогиб буЬВ 2 105+13(10-0,15)+8,66670,15 дут Уменьшены в 1,89 раза. Для полу 13 + 8,6667 + 2 10 чения-этого же эффекта способом,принятым за прототип, необходимовнешнюю поверхность зуба предохранитьВ формулу (1) 6 = сопят и Ь = сопзс от насыщения углеродом на 237..3входят в числитель и знаменатель,поэтому при расчетах сокращаются. Та- Ф о р м у л а и э о б р е т е н и яким образом, значение ус не зависити 20Способ изготовления зубчатых коот марки стали и режимов цементации,И лес, преимущественно муфт сцепления,Вторая координата х лежит нас включающий цементацию поверхности,оси симметрии зуба.отличающийсяНовая форма поперечного сечениязуба с центром тяжести у = 5,50 мм25 с целью уменьшения коробления зубьевс .муфты при сохранении служебныхможет быть самой разнообразной. Любоепоперечное сечение зуба, для которосвойств поверхности зубьевубьев, передцементацией изменяют форму поперечго центр тяжести удовлетворяет неи ного сечения зуба путем высверлкзаравенству у, с У, с у,будет коро- ния отверстия т к бия так, что ы изгибающийбиться меньше, чем зуб, не ослабленмомент от внутренних сил равнялся нуный отверстием. Например, рассмотлю, а координаты Х и урим круглое отверстие.У центратяжести измененного сечения составРадиус отверстия г следует назначить из условия г с у /3.Примеммм О верстие следует просверлить на расстоянии (фиг. 1).(5,50 - 5 33) 108 33 2 88 ммУВсе расчеты, связанные с проектированием и оптимизацией любой формы поперечного сечения зуба муфты, можно выполнить на ЭВМ по программе. Машинное время счета на ЕСне превышает одной минуты,С помощью предложенного способа появляется возможность управлять в широких пределах величиной и знаком изгибающего момента И . от внутренних сил (кривизной, прогибом) зуба.Ниже показана зависимость координаты у и величины предохраненнойЕЯ;Е;Ь,; Ь;Ь; 408,Е;Ь; Ь; где 8; - структурная деформация це 45 ментованного слоя,Е;,Ь;,Ь;,7;Д - соответственномодуль упругости, ширина,толщина и координаты центратяжести х"го расчетного50слоя поперечного сечениязуба,п,ш - число расчетных слоев вдольглавных осей инерции несимметричного поперечного сечения зуба.-3,2 0,6- 1,3 4,4 6,3 Предлагаемый 3,77 14,54 25,31 36,01 Прототип Невозможно Составитель К. КуТехред А.Кравцу минКо ор А.Ильин едактор К,Иолощу аз 720/30 на Производственно-полиграфическое предприятие ул. Проектная,жго 5,2 5,4 5,6 5,8 Тираж 550 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений и 35, Москва, Ж, РаушскПодписноомитета СССРоткрытий управления коробления