ИЗНОСОСТОЙКАЯ ЗУБЧАТАЯ ПЕРЕДАЧА

Изобретение относится к редукторам, коробкам передач и зубчатым зацеплениям закрытого типа, работающим в условиях обильной подачи смазывающих масел, и предназначено для повышения износостойкости и стойкости к процессам выкрашивания.
Известные в технике зубчатые колеса и шестерни, в которых повышение износостойкости достигается объемным упрочнением (термической обработкой), обладают недостаточной твердостью поверхностей зубьев для работы в условиях трения скольжения со смазкой, особенно загрязненной продуктами износа и абразивными частицами, попавшими через изношенные уплотнения.
Химико-термическая обработка (цементация, нитроцементация, азотирование) и последующая индукционная закалка зубьев значительно повышает твердость и износостойкость стальных зубчатых колес и шестерен.
Недостатками таких зубчатых колес является высокая длительность цикла химико-термической обработки, трудоемкость последующей окончательной шлифовки рабочих поверхностей зубьев и необходимость применения специального технологического оборудования.
Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является зубчатая передача, в которой для повышения износостойкости на рабочую поверхность колеса нанесен равномерный слой износостойкого материала и на рабочих поверхностях зубьев выполнены поперечные канавки с наполнителем. Причем слой покрытия наносят на ведомое колесо, поперечные канавки выполняют на рабочей поверхности зубьев ведущего колеса и заполняют их износостойким материалом (см. патент РФ №2086837, F16H 55/08).
Такая зубчатая передача актуальна при работе в условиях интенсивного абразивного изнашивания и дефицита смазывающего материала. Недостатками такой передачи являются высокие контактные напряжения, возникающие в колесе с выступающим над канавками слоем износостойкого покрытия, и появление биения в зацеплении, что способствует образованию микротрещин и быстрому выходу колес из строя, а, следовательно, снижению их срока службы.
Задача, решаемая изобретением, заключается в повышении срока службы зубчатых колес.
Технический результат обеспечивается снижением сил трения в зоне контакта рабочих поверхностей зубчатых колес.
Технический результат обеспечивается снижением сил трения в зоне контакта рабочих поверхностей зубчатых колес.
Технический результат обеспечивается снижением сил трения в зоне контакта рабочих поверхностей зубчатых колес.
Поставленная задача решается тем, что в известной зубчатой передаче, в которой на рабочую поверхность зубьев равномерно нанесено покрытие из износостойкого материала и выполнены поперечные канавки, заполненные износостойким материалом, причем покрытие равномерно нанесено на рабочую поверхность ведомого колеса, а поперечные канавки выполнены на ведущем колесе, согласно изобретению, покрытие из износостойкого материала нанесено на рабочие поверхности ведущего и ведомого колес, а поперечные канавки выполнены на рабочих поверхностях зубьев ведомого и ведущего колес без выхода на торцевую поверхность зуба, при этом длина поперечной канавки меньше ширины зуба зубчатого колеса, а сами канавки выполнены на всю толщину износостойкого материала, имеют в сечении, перпендикулярном длине канавки, V-образную форму, заполнены антифрикционным материалом, и расположены на расстоянии, не меньшем десяти толщин износостойкого покрытия.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где:
- на фиг.1 приведен фрагмент зубчатого колеса с выполненными поперечными канавками, в аксонометрии;
- на фиг.2 схематично изображено выполнение рабочей контактной поверхности зуба.
п.к.
w
Для наиболее полного раскрытия технической сущности заявляемого способа на фиг.1 и 2 обозначены позициями: 1 - зубчатое колесо; 2 - зубья колеса; 3 - слой покрытия из износостойкого материала; 4 - поперечные канавки; 5 - антифрикционный материал, а также обозначены символами; l - длина поперечных канавок; b - ширина зуба; t - шаг канавок; ∝ - угол между боковой поверхностью канавки и перпендикуляром к нормали, проведенной к поверхности зуба зубчатого колеса в месте выполнения канавки.
п.к.
w
Длина поперечной канавки 4 - l во всех случаях меньше ширины зуба 2 зубчатого колеса b, причем поперечные канавки 4 располагаются симметрично по ширине зуба 2 без выхода канавки 4 на торец зубчатого колеса.
Величина шага t поперечных канавок 4 назначается в зависимости от условий нагружения зубчатой передачи и условий ее работы. При недостаточном количестве смазки при работе зубчатой передачи шаг t поперечных канавок 4 при изготовлении зубчатых колес следует выбирать меньшей величины. С ростом нагруженности передачи вращающим моментом шаг t поперечных канавок увеличивается.
Рекомендуется выбирать угол ∝ равным 10…15°.
Это обеспечивает более длительный срок эксплуатации зубчатых колес, так как антифрикционный материал канавок значительно снижает коэффициент трения между рабочими поверхностями зубьев с износостойким материалом.
п.к.
Ограниченная длина канавки удерживает антифрикционный материал от выдавливания через края, а рекомендуемая длина поперечной канавки (l), равная 0,7-0,8 ширины зуба подает антифрикционный материал на максимальную площадь зацепления зубьев.
Таким образом, заявленная полезная модель позволяет увеличить ресурс зубчатой передачи приблизительно на 15-25% по сравнению с прототипом вследствие снижения в зоне контакта взаимодействующих поверхностей зубчатых колес коэффициента трения скольжения.