СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ КОНТАКТНОЙ ПРОЧНОСТИ ЗУБЬЕВ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС
METHOD TO INCREASE CONTACT STRENGTH OF GEAR WHEEL TEETH

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).
п
п
1
2
3
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, нагрузка при двухпарном зацеплении - F/2, длины участков рабочей поверхности при однопарном зацеплении - l и l, длина участка рабочей поверхности при двухпарном зацеплении - l; твердость НВ рабочей поверхности зуба.
1
2
п
п
3
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 l и l), работают в режиме двухпарного зацепления и подвержены нагрузке F/2, равной половине максимальной нагрузки F, которая имеет место при однопарном зацеплении - на участке l. 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.