Способ изготовления зубчатого колеса

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИКРЕС 1 УБЛИК БО 157 4 ТЕНИ ДЕТЕЛЬСТ А ВТОРСКОМУ 4362389/3111. 01.8830.06.90,БелорусскитутВ.Ф. Горошки В.А.Мир621.771,1Вестник мас. 62-64,(21 (22 (46 2 ол хнически инсти(54) СПОСОБ ИЗГОКОЛЕСА (57) Изобретениестроению и можетпри изготовлении ОВЛЕНИЯ ЗУБЧАТО тся к машиноиспользсвано относибытьзубчатическо лес го порошкооторых имею сновои из метал о иал ь при изгибе. Цельвышение качества. апас очн эобрете пособ в я ключает гсмещень ровсдящей оболоч в полос ктр и мета строению мсже . ени т быть исп ч и зубчатых таллического п зубья которыхльэован ри изготовой из слес с ос рошковог материала,прочности п а ею л чества эа ет снижения ти ости зацеплени металли- материарессова-. ле о цящеи оболочк и порошковых кои лен нитно-импульсное и о ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМпРи Гннт сссР зобретение относится к машино ри изгибе.бретения - повышени Чпособ изготовления зубчатого леса включает помещение в полостВ 23 К 20/00, В 22 Р ческсй ленты и порошковых материалов, магнитно-импульсное прессование, предварительпое спекание притемпературе ниже температуры плавления металла оболочки, окончательноеспекание с пропиткой прессовки расплавом металла оболочки и механическую обработку. Металлическую ленту формируют в виде кольца, на наружной поверхности которого предварительно с шагом, равным шагу эуоьев, зыгслняют надрезы. После предварительного спекания осуществляютнакатку зубчатого профиля, Надрезына ленте ориентируют в зоне впадинзубьев. Надрезы на ленте, сформиро.ьаннсй в виде кольца, смещают в окружном направлении относительно осисимметрии впали ы на величину, меньшую половины ее ширины. Способ поэвояет снизить виброактпвность полученнь-.; слес. 2 э.п, ф-лы, 2 ил. ние, предварительное спекание притемпературе ниже температуры плав-.сбслочки, окончательноеспекание с пропиткой прессоцки расплавсм оболочки и механическую обработку, согласно цели изобретения,металлическую ленту формируют в видекольца, на наружной поверхности которого предварительно сшагом, равным:шагу зубьев, выполняют надрезы, апосле предварительного спекания осуществляют накатку зубчатого профиля,при этом надрезы на ленте ориентируют в зоне впадин зубьев, 157440455 При изготонлении колес, нереверсив"ных передач надрезы на ленте, сформированной в виде кольца, смещают вокружном направлении относительнооси симметрии впадины на величину,меньшую половины ее ширины.Помещение в полость электропро,водящей оболочки кольценого металлического элемента позволяет разграничить объемы для засыпки порошковнысоколегированных и обычного качества. Выполнение надрезов и расположение их в зонах .предполагаемых.впадин колеса обеспечивает после 15прокатки разрушение ленты на отдельные элементы, приобретающие вконечном счете дугообразную форму.При последующем жидкофазном спекании расплав металла электропроводящей оболочки пропитывает лишь зоны .вдоль эвольвентных поверхностей,на головках зубьев и во впадинах. Вконечном счете изготовленное колесоимеет неоднородную структуру, обеспечивающую снижение. виброактивностиколеса при относительно небольшомрасходе дорогостоящих легированныхи цветных металлов.На фиг.1 представлена схема реа.лизации способа для изготовления реверсивного колеса на стадии магнитноимпульсного прессования на фиг,2 -то же, на стадии накатки зубьев.Способ осуществляется следующимобразом.В полость элеКтропроводящей оболочки 3 (фиг. 1) помещают порошковыйматериал 1 и .металлическую ленту 2,сформированную в виде кольца, и 40оправку 4. При этом на поверхностиленты выполняют предварительно надрезы 5, число которых совместно сзоной стыка .6 соответствуетчислувпадин зубчатого колеса. Далее осуществляют магнитно-импульсное прессование порошка путем обжима электропроводяЩей оболочки 3 с обеспечением15-253 пористости прессовки. Прессовку в оболочке подвергают предварительному спеканию при температуре,не превышающей температуру плавленияметалла оболочки, после чего осуществляют накатку зубчатого профиля венца, Предварительное спекание порошкового материала исключает разрушение прессовки при накатке.В процессе накатки происходит разрыв ленты 2 на отдельные элементы при одно-. временной их деформации в виде дуг(фиг.2). Вследствие того, что надрезы 5 (фиг, 1) ориентируют в зонахвпадин зубьев,. образующиеся элементы 2 (фиг 2) располагаются внутризубьев колеса. После накатки осуществляют пропитку заготовки. расплавом металла оболочки 3. Вследствие экранирующего действия дугообразных элементов 2 (фиг. 2),пропитке подвергаются лишь рабочиеобласти зубьев, их вершины, а такжевпадины между зубьями. Остаточнаяпористость н упомянутых областяхпрактически исключается, составляяменее 2 Х. Пористость же в остальных областях заготовки остаетсявысокой - 15-253. Удельное содержание пропитывающего металла в области 1составляет 10-157, Это обусловлено некоторым уплотнением прессовки в процессе накатки зубчатогопрофиля. После накатки и пропиткиосуществляют механическую обработкузаготовки,П р и м е р 1. Было изготовленопорошковое зубчатое колесо с модулем3 мм, числом зубьев 20, шириной зубчатого венца 15 мм, В полость меднойцилиндрической оболочки помещалисмесь порошка ПЖ 4 МЗ (ГОСТ 9849-74),хромосодержащей лигатуры ПХЗО (ГОСТ13084-67) и никеля ПНЭ (ГОСТ 9722-,79). Также в полость оболочки устанавливали стальную ленту, выполненнуЮ в виде кольца и имеющую надрезы,число которых соответствует числувпадин колеса. Прессование осуществлялось на магнитно-импульсной установке МИУЗО, ХПИ при энергии разряда 16 кДЖ, после чего прессовкаподвергалась предварительному спеканию при температуре 950 С в течение 1,5 ч. Далее на заготовке в оболочке формировали зубчатый проФильметодом накатывания. При этом заготовку устанавливали таким образом,чтобы надрезы на ленте были обриентированы в областях предполагаемыхвпадин колеса. После накатыванияосуществляли пропитку прессовки расплавом меди при температуре 1250 Св течение 2,2 часа. Затем зубья шлифовались, Оценка. виброактивностизубчатых колес показала, что она в1,5-1,7 раз ниже по сравнению с ана"логичным показателем для колеса,выполненного по способу-прототипу.леса. 5 157 Нагрузочная способность сравниваемых колес была на одном уровне, Одновременно расход цветного металла (меди) снизился на 40-503 вследствие формирования в колесе высокопористой ступицы и внутренних объемов зубьев.П р и м е р 2. Колесо изготавливали аналогично примеру 1. Отличие заключалось лишь в том, что после установки кольцевого элемента (ленты) в полость медной оболочки объем междуоболочкой и лентой заполняли по-рошковым материалом Х 13 М 2 С 2, а полость кольцевого элемента - порошком ПЖ 4 МЗ. Кроме того, окончательное спекание и пропитка производились при температуре 1160 С.В результате было получено колесо, рабочие эоны которого вдоль эвольвентных поверхностей, на головках зубьев и во впадинах быпи выполнены иэ беспористого материала на основе стального порошка Х 13 М 2 С 2 (88-907) и меди (12-107). Ступица и внутренние объемы зубьев представляли собой высокопористЬм (10-123) спеченный порошок ПЖ 4 МЗ. Внброактивность полученного колеса была уменьшена до 2 раз. Предлагаемое зубчатое колесо может быть эффективно использовано в скоростных передачах со средними режимами нагружения и высокими требованиями к виброакустическойактив 4404 6ности. При этом значительно снижается себестоимость изготовления коФормула и з о б р е т е н и я 1. Способ изготовления зубчатогоколеса, включающий сборку составнойзаготовки путем размещения в полостиэлектропроводящей оболочки металли-,ческой ленты и порошковых материапов,магнитоимпульсное прессование состав"ной заготовки, ее спекание при температуре ниже температуры плавленияметалла оболочки, пропитку Полученного полуфабриката расплавом металлаоболочки, накатку зубчатого профиля.и последующую механическую обработку 20 о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения качества путемснижения виброактивности зацеплениямелкомодульных колес, металлическуюленту формируют в виде кольца, на 25 наружной поверхности которого предварительно с шагом, равным шагу зу;.бьев, выполняют надрезы, ориентированные в зоне впадины зубьев, а накатку зубчатого профиля осуществляют ЗО перед пропиткой.2. Способ ио п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что при изготовлении колес нереверсивных передач надрезы на ленте смещают в окружном направлении относительно оси симметриивпадины на величину, меньшую полови"ны ширины впадины..Пчолин Про аказ 1НИИПИ Г Составитель Н.НиколаеТехред М.Ходанич 6 Тираж 642 Подписноесударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКН113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 ственно"издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101