Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗУБЧАТОГО КОЛЕСА

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к деталям машин, и может быть использовано при изготовлении крупномодульных зубчатых колес.

Известен способ изготовления зубчатого колеса, включающий изготовление стальной заготовки, выполненной из проката или поковки - в виде диска, по окружности которой производят затем нарезание зубьев зубчатого венца колеса - см., например, Гузенков П.Г. Детали машин: Учеб. для вузов - 4-е изд., испр. М.: Высш. шк., 1986. - 359 с.: ил., стр. 177.

Недостаток данного способа состоит в том, что структура материала заготовки одинакова по всему ее объему, соответственно, одинаковы по всему ее объему и механические свойства этого материала (стали). Однако у готового изделия, которое будет выполнено из этой заготовки (зубчатого колеса), разные части этого изделия (зубчатого колеса) испытывают при своей работе нагрузки разные; в частности - зубья зубчатого венца колеса являются более грузонапряженными частями, чем тело колеса (поэтому именно зубьям зубчатого венца, в процессе изготовления колеса, придают дополнительно улучшенные механические свойства - путем их закалки, азотирования и др.). А выполнение заготовки для зубчатого колеса с одинаковыми механическими свойствами по всему объему этой заготовки не учитывает разницы в работе разных частей изготовленного из нее зубчатого колеса.

В качестве прототипа взят способ изготовления зубчатого колеса, включающий изготовление стальной заготовки, выполненной из проката или поковки - в форме диска, по окружности которой затем производят нарезание зубьев зубчатого венца колеса - см. Производство зубчатых колес: Справочник / С.Н. Калашников, А.С. Калашников, Г.И. Коган и др.; Под общ. ред. Б.А. Тайцы. - 3-е изд., перераб. и допол. - М.: Машиностроение, 1990. - 464 с.: ил., стр. 17.

Недостатки прототипа - те же, что и у аналога.

Изобретением решается задача повышения механических характеристик зубчатого колеса - за счет повышения механических свойств заготовки для его изготовления.

Для этого способ изготовления зубчатого колеса включает изготовление заготовки, преимущественно из стали, в виде диска, по окружности которого впоследствии будут нарезаны зубья зубчатого венца колеса, с технологическим припуском на обработку заготовки - по наружному периметру диска. Причем участки заготовки, в которых будут впоследствии нарезаны зубья колеса, подвергают, как минимум с одного торца заготовки, упрочнению путем их пластического деформирования методом ковки, предваряя и сопровождая ковку нагреванием проковываемых участков до требуемой температуры, подвергая упрочнению участки торца заготовки, где будут располагаться впоследствии торцы зубьев - по всей площади этих торцов, задавая при этом припуски на ковку по внутреннему периметру зубчатого венца и по наружному периметру профиля этого венца.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображены: заготовка колеса - вид с торца (фиг. 1) и фрагмент заготовки - вид с торца (фиг. 2).

На чертеже показаны: заготовка 1; наружный диаметр Д₃ заготовки; ширина C₁ технологического припуска по наружному периметру заготовки; профиль 2 зубчатого венца; диаметр Д_в окружности вершин зубчатого венца; диаметр Д_o окружности оснований зубчатого венца; высота h зубчатого венца; граница упрочнения 3 с внутренней стороны зубчатого венца - окружность диаметром Двн; ширина С₂ припуска на упрочнение с внутренней стороны зубчатого венца; граница упрочнения 4 с наружной стороны зубчатого профиля (2) - ломаная линия; ширина С₃ зоны упрочнения с наружной стороны зубчатого профиля (2); ширина зоны упрочнения; торцы зубьев зубчатого венца - показаны двойной штриховой; упрочненные участки по наружному и внутреннему периметрам зубчатого венца - показаны одинарной штриховкой.

Реализуется данный способ следующим образом. Из стального проката или поковки изготавливается заготовка 1 в виде диска с наружным диаметром Д₃, имеющая технологический припуск на дальнейшую обработку заготовки - шириной C₁ (по наружному периметру заготовки). Участок заготовки, в котором будут в дальнейшем нарезаны зубья зубчатого венца колеса - профилем 2 с окружностью вершин диаметром Д_в, окружностью оснований диаметром Д_о и высотой h зубчатого венца, подвергают упрочнению путем его пластического деформирования методом ковки, как минимум с одного торца заготовки, предваряя и сопровождая ковку нагреванием проковываемых участков до требуемой температуры. Причем упрочнению подвергают на площади этого участка, где будут располагаться торцы зубьев, задавая при этом припуски - с внутренней стороны зубчатого венца, обращенной в сторону центра заготовки (припуск шириной С₂, расположенный между окружностями с диаметрами Д_o и Д_вн), и с наружной стороны профиля зубчатого венца (припуск шириной С₃, эквидистантный этому профилю). На фиг. 2 площади торцов зубьев (упрочненные) показаны двойной штриховкой, а припуски на упрочнение - одинарной штриховкой. После проведения упрочнения можно производить нарезание зубьев зубчатого венца колеса.

По сравнению с прототипом, предлагаемый способ изготовления зубчатого колеса - за счет предварительного (до нарезания зубьев зубчатого венца) пластического деформирования участка заготовки, в которой впоследствии будут нарезаны зубья зубчатого венца колеса, позволяет повысить механические свойства этих участков, что позволит повысить изгибную прочность и долговечность нарезанных впоследствии зубьев колеса.