Винтовая зубчатая передача и способ ее изготовления

(21) 4455583/ (22) 05.07.88 (46) 30,0590 (71) Институт долговечности (72) О,В.Вере А.А,Кот и В.Б (53) 621.833 (56) Лвторско М 1325232, кл В 22 Г 7/02,Р 20 ем наде ЛН БСС В.Л,Баов ости аши стне цнюк Чеми(088.8сви Г 1 1985. гельство СС 55/17,пори Фиг. 3 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ П.НТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИ(57) Изобретение относится к машиностроению, к зубчатым передачам изпорошковых колес. Пель - понышецие цддежцостц винтовой зуб атой передачии улучшение механических свойств материала колес - достигдется за счетсочетания цротцвозадирцых ц противоударных свойств колес, Ведущее колесо выполнено с умецьшдощейся в осевом направлении от цд гальной точкиа до конечной точки Ь лицин зацепления пористостью П а ведомое колесо - с увеличивающейся в осевом ндавленци между ткдми а тостью П. Для получения переменноцв осевом направлении порцстости заготовку колеса прессуют, сцекают, прессуют дополнительно и пропитывают расплавленным материалом. Дополнительное прессование осуществляют магнитоимпульсной обработкой, обеспечиваяпеременное электромагнитное давлениеполя в напрдвлешги осц заготовки,для чего напряженность поля предварительно рассчитывают, получая требуемые значения плотностц порошковогоматериала цд участках цхода зубьев в здцеплешге и выхода изнего, Последукждя пропитка порош;кового мдтеридлд колеса расплавленнымматериалом происходит с интенсивностью, соответствующей плотности (пористостц) порошкового материала. Врезультдте получают колесо с изменением порцстости вдоль осц от 2-5 цо10-187, Прц работе передачи на всейтраектории движения пятцд контактаобеспечиваются стабильные противозадцрцые и противоударцые свойства колес за счет противоположных по знакуградиентов измецешя их пористостивдоль осей. 2 с.п. Ф-ды, 4 ил, 1567824готов колеса.я зубчатая передача содеряющиеся ведущие и ведомые инто заце олеса атери каждоемонотонн з порошковогоизменяющейсятостью. Вес уменьша о объ колеса пори ду юУ с выполне щее колещейся вной точк осевом направлении от нача: нечнои точки остью Пвш (фг о к ини здцеплени а ведомое ся в осего пори с увеличивающе ле дп влении между точкдг и Ь порНд фигицейцыйолес 1 и гстостью П.2 по оси абсцисс отложен размер линии аЬ зацепления2, д по оси ординат - вепористости (в 7.). Кривые Ппредставляют собой функции поти колес 1 и 2, изменяющейся в аправлеции их осей от торца к тору. Таким образом, конкретная точка а линии аЬ зацепления соответствует онкретному торцовому сечению расматриваемого колеса, а пористость личинаи ПЬмристос колеса в этом сечении определяется 4соответствующей точкой на кривых Пш и ПвВинтовую зубчатую передачу изготавливают магнитоимпульсным прессованием заготовок колес 1 и 2 из по 5 рошкового материала, обеспечивая пористость заготовки более 25-307,. При этом условии пористость формируется открытая и сообщающаяся, т,е. годная для проведения операции пропитки. Далее заготовку спекают. После спекания заготовку 3 (фиг.З) устанавливают в рабочей зоне индуктора 4, подключенного к магнито-импульсной усИзобретение отцосится к машиност- г роению и может бьгть использовано в эубчдтых передачах, при изготовлении зубчатых колес с основой из порошко вого материала.Цель изобретения - повышение надежности винтовой зубчатой передачи и улучшение механических свойств материала ее колес путем сочетания про О тивозадирных и противоударных свойств зацепляющихся колес,На фиг. 1 изображена винтовая зубчатая передача; ца фиг.2 - график изменения пористости материала колес вдоль их оси,ца фиг.З - схема дополнительного магнитоимпульсного прессования заготовки колеса, на фиг.4 график изменения давления электромагнитного поля вдоль оси прессуемой( 2гво напряженность магнитногполя; гд расчетные давления электромагнитного поля, обеспечивающие уплотнение материала оле плотности соответО и 752;я магнитной прони ственнопостояцнцаемости ование натурального л гарифмд,величинавого мате кин-слоя порошк гд В - рдсстояция от блидо оси колеса ггсточцику элеждшег ного пол(ицдуктоорцовых севующих ндой точкам д епления. гн ру 4) торца до т чешш, соответст чдльцой и коцеч и Ь цд линии эдг. 10 Гнгг 1,/ 2 гоьндя электропроводност гд уд еридла заго цой плотнос орошковогоовкц при ис 2 г 1,ч отд эл магнитного гд ля.ополци гельгого ма прессования загот т расп:гавленным м чивает частичное вкц 3. Далее эдго обрдбдтывдют, полсобирают передач 2 г эдггепчение. тоос ку 3ериалом,пульс ного пропитыва что обесп аполнение овки мепор загот чая коле вводяаническиаи 2 и олеса 1,тдцовке (не показана), Обеспечиваемое ццдуктором 4 силовое действиемагнитного поля направлено вдоль осизаготовки 311 ри помощи индуктора 4заготовку 3 подвергают дополнительному магнито-импульсному прессованиюв осевом направлеции колеса. При этомнапряженность магнитного поля выбирают иэ соотношения:824 бпение размера цор; тто направлению действия магнитного поля (т.тт. в направлении снижения порттс тости) рттэмер пор сттттжается, обеспечивая и повьппецие капиллярцого ттотеттттттттлд порошкового материала. Поэтому при последующей пропитке эдготовки 3 расплавленным материалом, последний более интенсивно впитывлется более мелкими порами, оставляя незаполненнымиболее крупные. На расстоянии Л (фиг.З)пористость заготовки 3 составляет2-57., а на расстоянтги В - 10-187 Необходимое количество расплавленного материала рассчитывается.П р й м е р. Иэготлвлтттллтт порошковое винтовое кочесо диаметром 32 ими длиной 40 мм. 1 одулт зубьев 2,0 им.Величина осевого хопа пятна контакта(А-В) 20 им. тругтте плрлиетры А=30 мм,В=10 им.Изготавливали ци:тицдрическуто заготовку из прессованного тцтрошкд цлоснове железа с тсбавклтттт графита(37) и легттруюпгттх компонентов. Загоо,тогтку спекали при 1100 С (плотностьпосле спетлтптя 68-707), г осле чегоцл заготовку со сторотты торцовой поверхности воздействовлли ттттгтульсттьтиидгтцттцыи полем напряженностьюН=6,2 10 Л/и. Выбор ттлттрттжетттостттпроизводили по укаэанному соотцоше 1цию при условии: Р,=220 М 1 л; Рт. -=160 1 Па, Л=З 10 и, 8=10-"- м, 8=2,5АЙ 0- и,Получилтт диапазон напряженности: 35 2,65 10 (11 ( 3,05 10 , Л/и В результате обеспечттвался градиент плотности вдоль оси заготовки: в зоне А плотность составляла 90-927., в эоце В - 72-747,. Далее эдготовку пропитывали медью и осуществляли механическую обработку (царезлцие зубчатого венца), Полученные винтовые колеса характеризовались изменяющимися вдоль оси удельным содержанием компонентов, пористостью и соответствующим изменением физико-механических и антифрикционных свойств. Остаточная пористость в сечении Л составляла 2-47, а в сечении В - 14-167Аналогичным образом было изготовЛено другое колесо. Стендовые т;спыпутями - дополцительныи иагнито-импульсным прессованиеи и пропиткой после него.Величина давления Рэ электромагнитного поля в электропроводном теле (заготовке 3) - переменная, т.е. возрастает с удалением от его поверхности (фиг,4). При дополнительном маг 45 нито-импульсном прессовании заготовки 3 происходит уплотнение порошкового материала. Благодаря выбору напряженности Н в указанном диапазоне уплотнение происходит неравномерно и собеспечением плотности на расстоянии 55А до 907, а на расстоянии В - до 757,При магнитоимпульсной обработке заготовки кроме изменения пористости(плотности) происходит также и изметания передачи показали говышецце еедолговечности в 1,3-1,4 раза, Крометого, виброактивность передачи сттттзилась на 3-4 дБ. 55" 7Передача работает сттедующилт образом,В начальный момент входа в зацепление каждой последующей ттнрьт зубьевножка колеса 1, имеющая повышеннуюпористость и улучшенные условия смазывания, взаимодействует с головкойзуба колеса 2, имеющей уменьшеннуюпористость и обладающей повьппецной10ударной вязкостью.По мере движения пятна контактапо своей траектории (фиг.З) пористостьП колеса 1 уменьшается, П колеса6 т"т2 увеличивается, обеспечивая практически одинаковые и стабильные противозащитные свойства контактирующих поверхностей. При выходе иэ зацепленияголовка колеса 1 взаимодействует сножкой колеса 2, при этом головка с 20повышенной ударной вязкостью те подвергается скалыванию. В целом всеэто обеспечивает повышецную ца.тежность винтовой зубчатой передачи.Пористость колес 1 и 2 изменяется 25в диапазоне от 2-51 до 10-18 Я.Если пористость у ножки зуба превышает 187 снижаются его прочностныехарактеристики. С другои стороны, если пористость в дттттттой зоне менее ЗО107, происходит трансформация открытой пористости н этткрьттуто, что в конечном счете ведет к ухудшению эффекта самосиаэьцтация. Нл головке каждогозуба в месте выхода пятна контактапористость должна быть менее 2-57что является необходимым условиемвысокой ударной вязкости зубьев вданной области.Г 1 еремеццая пористость колес 1 и 2 40обеспечивается в изобретении двумя1567824 пульсному прессованию в осевом направлении колес, а напряженность маг"нитного поля выбирают иэ соотношения 2 Н нап пол Р ность магнитно расчетн агнитно е давлени о поля, о отнение м эле еспетериа соотвающие правлении от начальноточки линии зацеплениа ведомое колесо - св осевом направлении о конечнойористостью,личивающейся кол о плотности 903 и 752; магнитной п ветственно постоянная ониме уп цаемости основани гарифма; ыми точками2, Способ убчатой пер оимпульсное ористостьзготовленачи, включрессовани натурального ло Я ВИНТОВОЙающий магни 2заготовок А ового материала колес из порош спекание и про териалом, о т итку расвлавл и ч а ю щ и ью улучшения материала кол питкой эаготоным маи расстояния в от близлежащ оси кол я его к источникуоля торца до гнитн а тем, что, Ч Мческих свойст еенин, соответст ьной и конечной ЦОВЫХщих на дачи, перед и вергают допол и подв,то на линии зацеплен ельному магнитои Составитель В.Сергеедактор Л.Пчолинская Техред И.ХОданич Бек ррек ЗаказВНИИПИ 2 раж 49 П исно КНТ С открытиям д. 4/5етениямушская н тент формула изобретения 1. Винтовая зубчатая передача, содержащая эацеплякициеся ведущее и ведомое колеса, каждое - иэ порошково 5 го материала с монотонно из еняющейся по объему колеса пористостью, о тл и ч а ю щ з я с я тем, что, с целью повышения надежности эа счет сочетания противозадирных и противо" ударных свойств, ведущее колесо выпблнено с уменьшающейся в осевом насударстненного комитета по иэо 113035, Москва, И, Р оизнодственко-издательский комбинат личина скин-слоя порошкого материала,г. угород, ул, Гагарина,