Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ КОНТАКТНОЙ ПРОЧНОСТИ ЗУБЬЕВ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС

Изобретение относится к машиностроению, а именно - к деталям машин, и может быть использовано в зубчатых передачах, преимущественно крупномодульных.

Известен способ повышения контактной прочности зубьев зубчатых колес, заключающийся в повышении твердости рабочих поверхностей зубьев - см., например, «Повышение надежности тяжелонагруженных зубчатых передач / М.Д. Генкин, М.А. Рыжов, Н.М. Рыжов. - М.: Машиностроение, 1981. - 232 с, ил.», стр.113.

Недостаток данного способа состоит в том, что повышение твердости осуществляется по всей площади рабочих поверхностей зубьев - равномерно, в то время как вследствие разной парности зацепления зубьев с зубьями парного колеса в передаче - вдоль высоты зубьев (длина рабочих поверхностей), имеет место разное удельное нагружение зубьев (их рабочих поверхностей); а выполнение одинакового упрочнения - по всей площади рабочих поверхностей зубьев - приводит к неоправданным расходам - рабочего времени, электроэнергии и т.п.

В качестве прототипа взят способ повышения контактной прочности зубьев зубчатых колес, заключающийся в повышении твердости рабочих поверхностей зубьев, например, методом закалки токами высокой частоты - см. «Проектирование механических передач: Учебно-справочное пособие для вузов / С.А. Чернавский, Г.А. Снесарев, Б.С. Козинцев и др. - 5-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1984. - 560 с., ил.», стр.85.

Недостатки прототипа - те же, что и у аналога.

Изобретением решается задача оптимизации повышения контактной прочности зубьев зубчатых колес и снижения издержек на его осуществление.

Способ повышения контактной прочности зубьев зубчатых колес включает повышение твердости рабочих поверхностей зубьев, причем твердость задается неравномерной вдоль этих поверхностей, изменяющейся от максимальной - для участков с однопарным зацеплением, до минимальной - для участков с максимальной парностью зацепления, причем это изменение выполняется пропорционально изменению парности зацепления, а максимальная твердость соответствует расчетной для зубьев расчетного колеса.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображены: зуб зубчатого колеса с диаграммой нагружения его рабочей поверхности - вид с торца зуба (фиг.1) и график изменения твердости рабочей поверхности зуба вдоль рабочей поверхности зуба (фиг.2).

На чертежах показаны: начальная окружность 1, окружность впадин 2, корень 3 зуба, вершина 4 зуба, ножка 5 зуба, головка 6 зуба, боковая поверхность 7 зуба, длина l рабочей поверхности зуба, нагрузка при однопарном зацеплении - F_п, нагрузка при двухпарном зацеплении - F_п/2, длины участков рабочей поверхности при однопарном зацеплении - l₁ и l₂, длина участка рабочей поверхности при двухпарном зацеплении - l₃; твердость НВ рабочей поверхности зуба.

При работе колеса в зацеплении с парным колесом в передаче рабочие поверхности зубьев на участках, прилегающих к корню 3 зуба и к его вершине 4 (соответственно - участки l₁ и l₂), работают в режиме двухпарного зацепления и подвержены нагрузке F_п/2, равной половине максимальной нагрузки F_п, которая имеет место при однопарном зацеплении - на участке l₃. Соответственно режиму нагружения изменяется и твердость НВ участков рабочей поверхности l - см. график (фиг.2).

По сравнению с прототипом, выполнение упрочнения участков рабочих поверхностей зубьев не одинаковым вдоль этих поверхностей, а с учетом нагружения этих участков - зависящим от парности зацепления, позволяет снизить временные и материальные затраты на проведение процесса упрочнения и тем самым - снизить себестоимость зубчатых колес в целом.