СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ТИХОХОДНЫХ ЧЕРВЯЧНЫХ ПЕРЕДАЧ
METHOD FOR IMPROVING SERVICEABILITY OF LOW-SPEED WORM GEAR DRIVES

Изобретение относится к производству червячных редукторов и открытых червячных передач тихоходного типа, работающих с линейной скоростью вращения червячного колеса до 2 м/с, и предназначено для повышения износостойкости червячной пары.
Недостатками существующих тихоходных червячных передач является низкая стойкость контактных элементов червячной пары-червяка и чугунного червячного колеса. Поэтому такие червячные передачи имеют ограничения по окружной скорости и контактным нагрузкам.
Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является зубчатая передача, из описания которой ясен способ повышения износостойкости зубчатых колес, включающий нанесение на рабочую поверхность колеса равномерного слоя покрытия из износостойкого материала и выполнение на рабочей поверхности зубьев поперечных канавок с наполнителем. Причем покрытие наносят на ведомое колесо, а поперечные канавки выполняют на рабочей поверхности зубьев ведущего колеса и заполняют их износостойким материалом (см. патент РФ №2086837, F16H 55/08).
Однако рассмотренные меры повышения износостойкости были применены к зубчатым передачам, а к червячным не применялись. С другой стороны, такие передачи характеризуются высокими контактными напряжениями, возникающими в зубчатых колесах с выступающими над канавками слоем износостойкого покрытия, и появлением биения в зацеплении, что способствует образованию микротрещин и быстрому выходу колес из строя.
Задача, решаемая изобретением, заключается в повышении срока службы тихоходных червячных передач.
Технический результат обеспечивается снижением сил трения в зоне контакта рабочих элементов червячной передачи.
Поставленная задача решается тем, что в известном способе повышения износостойкости зубчатых колес, включающем нанесение на рабочую поверхность колес равномерного покрытия из износостойкого материала и выполнение на рабочей поверхности зубьев поперечных канавок с наполнителем, согласно изобретению, износостойкое покрытие равномерно нанесено на рабочую поверхность витков закаленного червяка, и не нанесено на зубья чугунного червячного колеса. На рабочих витках червяков выполнены поперечные канавки V-образной формы, длина которых равна высоте рабочей поверхности витков червяка. Канавки на рабочих поверхностях витков червяка выполняют до нанесения износостойкого покрытия преимущественно лазерным методом, и заполняют антифрикционным материалом. Глубина канавок равна толщине износостойкого покрытия, расположение канавок - под углом друг к другу по окружности рабочей площади витка червяка.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где:
- на фиг.1 приведен фрагмент червяка с выполненными поперечными канавками;
- на фиг.2 схематично изображено выполнение канавок на контактной поверхности витка червяка.
Для наиболее полного раскрытия технической сущности заявляемого способа на фиг.1 и фиг.2 обозначены позициями: 1 - червяк; 2 - виток червяка; 3 - покрытие из износостойкого материала; 4 - поперечные канавки; 5 - антифрикционный материал, а также обозначены символами: h - толщина покрытия из износостойкого материала; t - шаг канавок; α - угол между боковой поверхностью канавки и перпендикуляром к нормали, проведенной к поверхности зубчатого колеса в месте выполнения канавки.
Способ повышения работоспособности тихоходных червячных передач осуществляют следующим образом:
На рабочие поверхности витков червяка 2 преимущественно лазерным методом наносят поперечные канавки 4 с шагом t и длиной, равной высоте витка червяка 2. Затем, на рабочую поверхность витков червяка 2 наносят равномерное износостойкое покрытие 3 термодиффузионным насыщением из порошковой среды, толщиной h. Наличие такого покрытия обеспечивает высокую твердость рабочих поверхностей витков червяка 2 и их износостойкость, а следовательно, увеличивает долговечность червячных передач..
Глубину канавок 4 задают равной толщине h износостойкого покрытия 3. Длина поперечной канавки 4 равна высоте контактной поверхности витка червяка 2, причем поперечные канавки 4 располагаются с обеих сторон витков червяка 2 симметрично с шагом t по контактной поверхности.
Величина шага t поперечных канавок 4 назначается в зависимости от условий нагружения червячной передачи и условий ее работы. При недостаточном количестве смазки при работе червячной передачи шаг t поперечных канавок 4 следует выбирать меньшей величины. С ростом нагруженности передачи вращающим моментом шаг t поперечных канавок уменьшается.
Рекомендуется выбирать угол α равным 10-15°.
После нанесения равномерного покрытия 3 из износостойкого материала поперечные канавки 4 заполняют антифрикционным материалом. Это обеспечивает более длительный срок эксплуатации червячной передачи, так как антифрикционный материал канавок значительно снижает коэффициент трения между рабочими поверхностями витков червяка 2 с износостойким покрытием.
Наполнение канавок антифрикционным материалом осуществляют любым известным способом.
Таким образом, заявленный способ позволяет увеличить ресурс работы червячной передачи, состоящей из закаленного червяка и чугунного червячного колеса на 15-30% в сравнении с аналогичными червячными передачами без конструктивных изменений, заявленных в данном способе, вследствие снижения коэффициента трения в контактной зоне.