Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗУБЧАТОГО КОЛЕСА

Изобретение относится к машиностроению, в частности к деталям машин, и может быть использовано в зубчатых передачах.

Известен способ изготовления зубчатого колеса, включающий изготовление тела и зубчатого венца колеса из цельной заготовки, например - методом копирования модульной, дисковой или торцевой фрезой - см., например, «Березовский Ю.Н. Детали машин: Учебник для машиностроительных техникумов / Ю.Н. Березовский, Д.В. Чернилевский, М.С. Петров; Под ред. Н.А. Бородина. - М.: Машиностроение, 1983. - 384 с, ил.», стр. 82.

Недостаток данного способа изготовления зубчатого колеса состоит в том, что зубья зубчатого колеса при работе его в режиме нагружения подвержены изгибающим нагрузкам, способным привести к излому зубьев и выходу колеса из строя.

В качестве прототипа взят способ изготовления зубчатого колеса, включающий изготовление тела колеса с зубчатым венцом, с последующим креплением на торцах зубьев зубчатого венца колеса пары отдельно изготовленных, увеличивающих изгибную прочность зубьев, кольцевых накладок - см. патент на изобретение РФ №2488726, кл. F16H 55/12, опубл. 27.07.2013 г., Бюл. №21. Крепление накладок осуществляют, например, путем их наклеивания на торцевые поверхности зубьев зубчатого венца или посредством сварки (точечной или дуговой).

Недостаток прототипа состоит в том, что крепление кольцевых накладок на торцы зубьев зубчатого венца методом наклеивания не обеспечивает надежность крепления, т.к. соединение накладок торцов зубьев посредством адгезионной связи между клеящим материалом и поверхностями зубьев и накладок не обеспечивает достаточно прочного их соединения, подвергающегося под действием нагрузок, действующих на зубья колеса при его работе в передаче сдвиговым нагружениям. Это не позволяет обеспечить требуемую надежность зубчатого колеса. Крепление посредством точечной или дуговой сварки - нетехнологично.

Изобретением решается задача повышения надежности зубчатого колеса.

Для этого способ изготовления зубчатого колеса включает раздельное изготовление тела колеса с зубчатым венцом и пары кольцевых накладок, с последующим жестким креплением накладок на торцах зубьев зубчатого венца; причем при изготовлении кольцевых накладок, в них выполняют сквозные отверстия, продольные оси симметрии которых совпадают с торцевыми осями симметрии зубьев; тело с зубчатым венцом устанавливают горизонтально; совмещают с зубьями зубчатого венца одну из кольцевых накладок; прижимают накладку к торцам зубьев; заполняют отверстия в накладках металлическим порошком, аналогичным по химическому составу материалам зубьев и накладок, и обрабатывают зоны отверстий в накладках индуктором, доводя порошок до расплавленного состояния; затем индуктор удаляют и, после затвердевания расплава, тело с зубчатым венцом и закрепленной на венце кольцевой накладкой переворачивают на 180° и повторяют такие же операции со второй стороной зубчатого венца колеса и второй кольцевой накладкой.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображены: фрагмент зубчатого колеса с зубчатым венцом и кольцевая накладка (вид с торца) - фиг. 1, то же (вид сбоку) - фиг. 2, то же (вид с торца, сверху - в совмещенном положении) - фиг. 3.

На чертежах показаны: тело 1 колеса, зубчатый венец с зубьями 2, торцы 3 зубьев (2), кольцевая накладка 4, сквозные отверстия 5 в накладке (4), оси симметрии 6 отверстий (5), торцевые оси симметрии 7 зубьев (2), металлический порошок (шихта) 8; размеры отверстий (5): ширина а и длина в.

Способ изготовления зубчатого колеса включает раздельное изготовление тела 1 колеса с зубчатым венцом с зубьями 2, имеющими торцы 3 и пару кольцевых накладок 4. При изготовлении кольцевых накладок (4) в них выполняют сквозные отверстия 5, размером а×в, оси симметрии 6 которых аналогичны торцевым осям симметрии 7 зубьев 2, тело 1 с зубчатым венцом (зубья 2) устанавливают горизонтально и фиксируют в этом положении. Совмещают с торцами 3 зубьев 2 зубчатого венца одну из кольцевых накладок 4, обеспечивая совпадение в плане осей симметрии 6 сквозных отверстий 5 и торцевых осей симметрии 7 зубьев 2 зубчатого венца. Прижимают накладку 4 к торцам 3 зубьев 2 и заполняют полости отверстий 5 металлическим порошком (шихтой) 8, имеющим химический состав, аналогичный химическому составу материалов зубьев 2 и накладок 4. Обрабатывают зоны отверстий 5 в накладках 4 индуктором, доводя шихту до расплавленного состояния. Затем индуктор удаляют и, после затвердевания расплава, тело 1 с зубчатым венцом и закрепленной на торцах 3 зубьев 2 накладкой 4 переворачивают на 180° и повторяют те же операции со второй стороной зубчатого венца колеса и второй кольцевой накладкой (4).

По сравнению с прототипом, предлагаемый способ изготовления зубчатого колеса - за счет создания металлической связи между застывшим расплавом, кольцевыми накладками и торцами зубьев зубчатого венца - позволяет повысить прочность крепления накладок на зубчатом венце колеса и повысить надежность колеса в процессе его работы в передаче.