Способ ремонта рабочих поверхностей зубьев колес

(491 вр(1 Ц э В 21 Н 5/00 ТЕНИ ИЗО а на коэфиинт ах х го слоя зубье бычное эубона ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Чернавский С.А., Слесарев Г.А., Козинцев Б,С. и др. Проектирование механических передач: Учебно-справочное пособие для ВТУЗов 5 е иэд;М.:Машиностроение, 1984,с.123. (54) СПОСОБ РЕМОНТА РдБОЧИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ЗУБЬЕВ КОЛЕС(57) Изобретение относится к машиностроению, а именно к способам обработки зубцатых профилей, включающим поверхностное пластическое деформирование, и может быть использовано при ремонте зубчатых Изобретение относится к машиностроению, а именно к способам обработки зубча-. тых профилей, включающим поверхностное пластическое деформирование (ППД), и может быть использовано при ремонте зубчатых колес с поврежденными рабочими поверхностями зубьев.Цель изобретения - расширение технологических возможностей эа счет обеспечения ремонта зубчатых колес с большой глубиной повреждения при сохранении прочности зубьев на изгиб.На фиг.1 приведена схема упрочнения зубьев; на фиг,2 - зона упрочнения зубчатого колеса; на фиг.3 - ключевые параметры предлагаемого способа.Срезание поврежденно в колеса осуществляется как о колес с поврежденными рабочими поверхностями зубьев. Цель изобретения - расширение технологических воэможностей за счет обеспечения ремонта зубчатых колес с большой глубиной повреждения при сохранении прочности зубьев на изгиб, Срезание поврежденного слоя зубьев колеса осуществляется с настройкой станка на коэффициент смещения исходного контура. После соезания поврежденного слоя производят пластическое деформирование торцов колеса с определенным усилием, обеспечивающим получение требуемой толщины наклепанного слоя. Ширина зоны упрочнения составляет не менее пяти радиусов кривизны переходной кривой, получаемой в результатесрезания поврежденных поверхностей зубьев, Это позволяет расширить границы применения способа, 3 ил,резание с настроикой станкент смещения исходного ко ур- х 2 . После выполнения срезания поврвждденного слоя проводят последующее пластическое,деформирование торцов колеса,Упрочнение осуществляется при вращении колеса 1(фиг,1) на оправке 2 и радиальной подаче упрочняющих роликов 3 с помощью силового устройства 4. При этом ведение процесса упрочнения с силой Р гарантирует получение толщины наклепанного слоя д и, следовательно, заданной эффективности упрочнения,8. Одновременно контролируется достижение необходимой ширины зоны упрочнения 1, не меньшей пяти радиусов кривизны переходной кривой (фиг.2). По достижении этой величины процесс упрочнения прекращается,193768Упрочнение ведут с коэффициентом, Учитывающим предел выносливости обрэ- батываемой детали и определяемым из соОтношенияГ- х + 0,93 + 112 хг -х - 154 Е -123% х 1 - х + 71)х - х (2,8 х 1 + 0.93) + (112 х 7 - 154 х + 71)где а - эквивалентное число зубьевх 2 - коэффициент смещения исконтура у нового колеса;х 2 - абсолютная величина коэффицидфнта дополнительного отрицательного смецения производящего контура присрезании поврежденных поверхностейЗубьев,причем ширина зоны упрочнения составляет не менее 5 радиусов кривизны переходной кривой, получаемой в результатесрезания поврежденных поверхностейЗубьев, а усилие упрочнения и толщина наКлепан ного слоя определяется по формуламР=0543 10 д д й 7, кН ,колеса; ходного о = 0,93 Ь (ехр --- : 1 фдадсти х 2 ох формы з гиба об ентам ф изгиб и вР раз м, т,е. уменьшается, то коэффици уба увеличивается. Напряжения атно пропорциональны коэффи ормы зуба, т.е. прочность зубье сле срезания поврежденного с еньше, чем у нового колеса, при ент из- цив на лоя 55 Е У- коэффициен я поврежденноформы зуба слоя; л срез где д 7 - предел текучести материала ремонтируемого колеса, МПа;й - приведенный радиус кривизны уп рочняющего инструмента, мм;Ь - ширина ремонтируемого колеса, мм; ао - теоретический коэффициент концентрации напряжений у впадин зубьев;фа - коэффициент чувствительно 3 материала колеса к асимметрии цикла;зе- коэффициент, учитывающий наклеп торцов в процессе поверхностного пластического деформирования;К 7 - коэффициент, учитывающий взэи мосвязь между пределом выносливости и пределом текучести материала колеса,Срезание поврежденных поверхностей зубьев ведется с отрицательным смещени 4 ем, равным по абсолютной величине х 2 Поскольку полный коэффициент смещения исходного контура становится равным х 2" =Ур" - коэффициент формы зуба новой шестерни.Для сохранения прочности зубьев на изгиб после срезания колесо дополнительно подвергается поверхностному пластическому деформировэнию торцов с обеспечением коэффициента)3, ПосколькуУ =36 1 28 х 2+0,93Уг =36 12- 154 х 2 + 7 то после подстановки соответствующих значений коэффициентов смещения и преобразований получают; 0 +ОЮ + СП 2 К 2 д 0 354 2 хй +1 Н х 2 + 0,93) + (112 х 2 - 154 х 2 4 71) 22 х -х(2 а Значения параметров, входящих в формулу для величины д, могут приниматься пО известным справочным данным,П р и м е р. Изготавливают зубчатые колеса из стали 45 (% = 440 МПа) с числом зубьев г 35, шириной о 40 мм, модулем 4(дл) обеспечения возможности усталостных испытаний), коэффициентом смещения исход ного контура у колеса х 2 = 0,1. Част). изготовленных колес испытывают на уста лость без последующей обработки, а част подвергают дополнительному срезанию по верхности зубьев с дополнительным отри Эквивалентное число зубьев колес 2 равно в точности числу зубьев в случае прямоэубцх колес или равно величине 2/сов.3 Д для косозубых цилиндрических колес ф - угол наклона зубьев). При этом упрочнение торцов обеспечивает технологичность и широкую доступность упрочнения, что необходимо при ремонтах, э выбор усилия упрочнения и толщины нэклепанного слоя по предложенным зависимостям обеспечивает требуемую эффективность упрочнения. Формулы получены теоретически и подтверждены экспериментально. Выбор толщины зоны упрочнения не менее 5 радиусов кривизны переходной кривой, получаемой в результате срезания поврежденных поверхностей зубьев, обеспечивает упрочнение в зоне максимальной напряженности и максимальной интенсивности торможения трещин, Верхнее значение этого параметра не следует ограничить, так как это не вытекает из физической сущности изобретения и не препятствует достижению цели изобретения, 1593768щины вне зоны упрочнения. При соблюдении предлагаемого предела эффективности данного способа гарантируется.Формула изобретения 5 Способ ремонта рабочих поверхностейзубьев колес, включающий срезание поврежденных участков зубьев с образованием переходной кривой путем отрицательного смещения производящего 10 контура, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью расширения технологических возможностей за счет обеспечения ремонта зубчатых колес с большой глубиной повреждения при сохранении прочности зубьев на 15 изгиб, колесо дополнительно упрочняют путем поверхностного пластического деформирования торцов, причем ширина зоны упрочнения составляет не менее пяти радиусов кривизны переходной кривой, а усилие 0 Р упрочнения и толщину д наклепанногослоя определяют из соотношений= 0,93 м Поскольку радиус кривизны переходной кривой, получаемой в результате дополнительного срезания зубьев, составляетф= 2=2 мм (определено экспериментально), тоширина зоны упрочнения принята равной(на разных сериях колес) 4,25 р; 5 р; 5,5 р; т.е.соответственно 9; 10; 11 мм,Усталостные испытания зубьев праводят на гидропульсаторе МУПпо известной методике с определением предельногоусилия цикла, соответствующего пределувыносливости по разрушению зубьев,Полученные результаты свидетельствуют о том, что предлагаемый способ обработки колес обеспечивает изгибную прочностьзубьев на уровне нового колеса, т.е, прирасширении технологических возможностей обработки сохраняется прочность 3зубьев на изгиб. Кроме того, подтверждается необходимость соблюдать ширину зоныупрочнения не менее 5 р. Результаты, полученные при больших значениях, остаютсятемижесамыми, а при уменьшении ширины 4зоны обкатки меньше предлагаемого предела(меньше 2,5 р) имеет место почти полнаяпотеря эффекта применения данного способа, причем это происходит за счет того, чтовозникает новый эффект - зарождение тре 93 Ь ехр цен цательным смещением производящего контура, равным по модулю х= 0,5. Часть таких колес испытывают без дополнительного упрочнения впадин зубьев, а часть подвергают поверхностному пластическому деформированию роликом с приведенным радиусом кривизны й 1,16 мм, обеспечивая коэффициент ф равным 1,12, для чего усилие деформирования и толщину наклепан- ного слоя принимают равнымиР 0 543,10-3 Д 12/7 Я/7 Р 2/7=0543 10 д % й кН,где о - предел текучести материала ремонтируемого колеса, МПа;К - приведенный радиус кривизны упррчняющего инструмента;Ь - ширина ремонтируемого колеса; Кт - коэффициент, учитывающий взаимосвязь между пределом выносливости и пределом текучести материала колеса;ф - коэффициент, учитывающий предел выносливости обрабатываемой детали;фо - коэффициент чувствительности материала колеса к асимметрии цикла;ао- теоретический коэффициент контрации напряжений у впадин зубьев; ж- коэффициент, учитывающий наклеп торцов в процессе поверхностного пластического деформирования,Составитель М(,СоколоваРедактор А,Шандор Техред М.Моргентал Корректор А.Обруча агарина, 10 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород,коз 2 9 Тиоаж 46 О ПодписноеВНИАИИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва,К ЗБ, Рауаская наб., 4/5