Зубчатая пара и способ ее изготовления

СОЮЗ СОВЕТСКИСОЦИАЛИСТИЧЕСРЕСПУБЛИК 17284 А 9) 51)5 В 22 Г 7/02, 5/О ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ЕЕ ИЗГОе- о(21) 4667747/02(71) Белорусский политехнический институт(56) Патент франции йв 2174430,кл, Р 16 Н 55/17, 1971,Авторское свидетельство СССРМ 1325232, кл. В 22 Р 7/02, 1987.(57) Изобретение относится к машиностроению, Зубчатая пара содержит шестерню изубчатое колесо, выполненные из чередующихся несущих и виброизолирующих слоев.Виброизолирующие слои шестерни расположены под углом к ее оси, меньшим угланаклона ее зуба, Виброизолирующие слоиколеса расположены к его оси под углом,большим угла наклона его зубьев, и смещены в осевом направлении относительно вибИзобретение относится к машиностро нию и может быть использовано в порошк вых зубчатых парах, работающих со значительными удельными скоростями, например, косоэубых и винтовых.Известна зубчатая передача, включающая зацепляющиеся зубчатые колеса с расположенными эквидистантно поверхности зубьев чередующимися виброизолирующими и несущими слоями 1.Недостатком данной конструкции передачи является низкая долговечность рабочих поверхностей зубьев при работе в условиях повышенных относительных скороизолирующих слоев шестерни. Виброизолирующие слои выполнены из порошкового материала со сквозной пористостью, заполненной смазочным материалом, Способ изготовления зубчатой пары включает перфорирование ленты до высоты зуба, размещение ее радиально в матрице прессформы, заполнение зазоров между матрицей и лентой металлическим порошком, имеющим температуру плавления выше температуры плавления материала ленты, прессование, спекание при температуре плавления материала ленты, заполнение образующихся при спекании полостей демпфирующим материалом, в качестве которого используют порошковый материал, имеющий температуру плавления ниже температуры плавления материала ленты, отжиг при температуре спекания демфирующего материала, пропитку смазочным материалом и заглаживание пор со стороны нерабочих поверхностей зубьев. 2 н.п, ф-лы, 3 ил., 1 табл. ростей скольжения из-за ограниченных возможностей их смазки и, как следствие, значительных износов.Из известных наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является зубчатая пара, содержащая зацепляющиеся зубчатые колеса, содержащие расположенные эквидистантно профилю зубьев чередующиеся несущие и виброизолирующие слои, заполненные демпфирующим материалом 2,Недостатком известной конструкции является низкая долговечность пары при работе в условиях повышенных относитель 1717284ных скОростей скольжения вследствие ограниченных условий доступа смазки в зонуконтакта взаимодействующих поверхностей.Наиболее близким к предлагаемому является способ изготовления зубчатых колес,включающий размещение перфорированной ленты в матрице, заполнение зазоровмежду матрицей и лентой металлическимпорошком, имеющим температуру плавления выше температуры плавления материала ленты, прессование и спекание притемпературе плавления материала ленты споследующим заполнением образующихсяполостей демпфирующим материалом 2, 15Существенным недостатком способаявляется жесткая связь между несущимислоями в зубьях, а также отсутствие их связис посадочной поверхностью на ступице, чтоне позволяет постоянно подпитывать их 20смазочным материалом и выдавливать егопод нагрузкой в зону взаимодействия зубьев. Это в конечном счете снижает долговечность пары,С целью повышения долговечности в 25способе изготовления зубчатой пары, включающем перфорирование ленты и размещение ее в матрице, изготовлениепресс-формы, заполнение зазоров междуматрицей и лентой металлическим порошком, имеющим температуру плавления выше температуры плавления материалаленты, прессование, спекание при температуре плавления материала ленты и заполнение образующихся при спекании полостей 35демпфирующим материалом, перфорирование ленты осуществляют до высоты зуба,ленту размещают радиально, после запол.нения полостей демпфирующим материалом проводят дополнительный отжиг при 40температуре его спекания, причем в качестве демпфирующего материала используютпорошковый материал, имеющий температуру плавления ниже температуры плавления материала ленты, после чего проводят 45пропитку смазочным материалом и заглаживание пор со стороны нерабочих поверхностей зубьев,Цель изобретения - повышение долговечности зубчатой передачи. 50Поставленная цель достигается тем, чтов зубчатой паре, содержащей шестерню изубчатое колесо, выполненные из чередующихся несущих и виброизолирующих слоев,виброизолирующие слои шестерни расположены под углом к ее оси, меньшим угланаклона ее зуба, а виброизолирующие слоиколеса расположены к его оси под углом,большим угла наклона ее зубьев, и смещеныв осевом направлении относительно виброизолирующих слоев шестерни, причем виброизолирующие слои выполнены из порошкового материала со сквозной пористостью, заполненной смазочным материалом.Нафиг. 1 показана зубчатая пара; на фиг. 2 - схема расположения виброизолирующих и несущих слоев; на фиг, 3 - схема размещения слоев в матрице.Зубчатая пара состоит из зацепляющихся порошковых шестерни 1 и зубчатого колеса 2. В колесах 1, 2 выполнены чередующиеся виброиэолирующие 3 и несущие 4 слои, Виброизолирующие слои 3 выполнены из порошкового материала со сквозной пористостью, заполненной смазочным материалом, Слои 3 с одной стороны выходят на рабочие поверхности зубьев, а с другой - на внутреннюю посадочную поверхность ступицы и соединяются с проточками на валах для подачи смазки (не показаны). Со стороны торцов и головок зубьев пористость закрыта. Для неревеосивных передач пористость виброизолирующих слоев закрыта и со стороны нерабочих эвольвентных поверхностей зубьев,Слои 3 расположены под углом у по отношению к оси колеса. Его значение лежит в пределах 0у3 для шестерни 3 у 90 для колеса, где ф - угол наклона зубьев, Расположение слоев под углом у обеспечивает выдавливание смазки в зону взаимодействия зубьев непосредственно перед их контактом и исключает появление зазоров, Для исключения возможности нарушения геометрии зацепления при неодинаковой прирабатываемости виброизолирующих и несущих слоев на шестерне 1 и колесе 2 их смещают друг относительно друга,При работе передачи зубья шестерни 1 взаимодействуют с зубьями колеса 2, деформируют виброизолирующие слои 3, выдавливая из них смазку в зону контакта зубьев непосредственно перед их взаимо-. действием. Это обеспечивает улучшение условий смазывания и повышенный ресурс работоспособности косоэубых и винтовых зубчатых передач, работающих со значительными скоростями скольжения,П р и м е р, Для оценки работоспособности зубчатых колес с различными величинами углов у ш и у к из материала на основе порошка ПЖЗМЗ с размерами фракций 68- 110 мкм изготовлена партия винтовых зубчатых колес, имеющих модуль гп = 1 мм, угол наклона 3= 45, число зубьев х = 22, увеличенную высоту головок зубьев, ширину зубчатого венца 24 мм и наружный диаметр 32 мм,171728450 При изготовлении заготовок для зубчатых колес в матрице размещают с угловым шагом 9-12 медные пластины, имеющие толщину 1, 2,мм, перфорированные отверстия диаметром 3 мм, расположенные в шахматном порядке с расстоянием между центрами 7 - 8 мм и выполненные до диаметра 27 мм, Перфорирование отверстий до диаметра 27 мм диаметра впадин зубьев) позволяет надежно соединить при спекании разъединенные медными пластинами части зубчатого колеса, сохранив высокую податливость расположенных выше указан-. ного диаметра частей зубьев, при нагружении сжимающих порошковый слой со смазкой.Далее осуществляют заполнение матрицы порошком на основе железа ПЖЗМЗ с добавлением графита 3% и легирующих компонентов(Сг, Ю по 1,5%). Затем осуществляют радиальное магнитно-импульсное прессование порошка на установке МИУ/2 при давлении 480 МПа. После этого производят спекание при 1200 С, в процессе которого лента расплавляется, заполняя поры и образуя полости толщиной примерно 1,1 - 1,2 мм,После этого производят заполнение указанных полостей порошком свинца с величиной фракций 50 - 60 мкм и спекание последнего без предварительного уплотнения при 280 С. При этом образовывается пористость 30 - 35%,Со стороны торцов и наружного диаметра поры закрываются пластическим деформированием путем обкатывания роликом на токарном станке со специальной наладкой. После этого на заготовке нарезают зубчатый профиль и поры заполняют маслом марки "индустриальное 20".Испытания осуществляются при скоростях скольжения 5,8 м/с на стенде с разомкнутым силовым контуром, Критерием выбраковки служит фиксированная выработка на диаметре делительной окружности зубьев колеса, равная 0,25 мм.Результаты испытаний приведены в таблице,Наработка зубчатых колес, изготовленных известным способом, составляет 1020 в1210 ч, Наработка экспериментальныхколес в среднем в 1,2 - 1,5 раза выше чем у5 колес, изготовленных известным способом,Кроме того, изготовленные по предлагаемому способу колеса имеют на 3-5 дБ меньшую виброакустическую активность.Формула изобретения10 1, Зубчатая пара, содержащая шестерню и зубчатое колесо, выполненные из чередующихся несущих и виброизолирующихслоев, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с цельюповышения долговечности, виброизолирую 15 щие слои шестерни расположены под угломк ее оси, меньшим угла наклона ее зуба, авиброизолирующие слои колеса расположены к его оси под углом, большим угла наклона ее зубьев, и смещены в осевом20 направлении относительно виброизолирующих слоев шестерни, причем виброизолирующие слои выполнены из порошковогоматериала со сквозной пористостью, заполненной смазочным материалом.25 2.Способ изготовления зубчатой пары,включающий перфорирование ленты и размещение ее в матрице, изготовление прессформы, заполнение зазоров междуматрицей и лентой металлическим порош 30 ком, имеющим температуру плавления выше температуры плавления материалаленты, прессование, спекание при температуре плавления материала ленты и заполнение образующихся при спекании полостей35 демпфирующим материалом, отл ич а ю щи йс я тем, что. с целью повышения долговечности,перфорирование ленты осуществляют до высоты зуба, ленту размещают радиально, послезаполнения полостей демпфирующим мате 40 риалом проводят дополнительный отжигпри температуре его спекания, причем в качестве демпфирующего материала используют порошковый материал, имеющийтемпературу плавления ниже температуры45 плавления материала ленты, после чего и раводят пропитку смазочным метериалом изаглаживание пор со стороны нерабочих по.верхностей зубьев,