СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗУБЧАТОГО КОЛЕСА
METHOD OF GEAR WHEEL MANUFACTURE

Изобретение относится к машиностроению, в частности к деталям машин, и может быть использовано при изготовлении зубчатых колес.
Известен способ изготовления стальной заготовки зубчатого колеса в виде диска - из проката или поковки, по окружности которой затем производят 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 разные нагрузки, 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 стальной заготовки зубчатого колеса в виде диска - из проката или поковки, 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. Тайца. - 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 стальной заготовки зубчатого колеса включает изготовление диска с наружным припуском. Причем методом ковки осуществляют пластическое деформирование участка диска в виде кольца, предназначенного для нарезания зубчатого венца колеса. При этом предварительно перед ковкой и в ее процессе осуществляют нагрев упомянутого участка, ширину которого по радиусу заготовки выбирают равной высоте зубчатого венца с увеличением на ширину технологического припуска по наружному периметру заготовки и ширину технологического припуска на ковку со стороны центра заготовки.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображена заготовка зубчатого колеса, подготавливаемая к зубонарезанию - вид с торца.
3
1
в
о
2
вн
На чертеже показаны: наружный диаметр Д заготовки, ширина наружного технологического припуска Сзаготовки, диаметр Д окружности вершин зубчатого венца, диаметр Д окружности оснований зубчатого венца, высота h зубчатого венца, ширина внутреннего припуска С, ширина l зоны упрочнения заготовки, диаметр Д внутренней окружности проковываемого участка заготовки.
3
1
в
о
1
2
вн
Реализуется данный способ следующим образом. Изготавливается стальная заготовка - из проката или поковки - цилиндрической формы в виде диска диаметром Д, имеющего технологический припуск шириной С по наружному периметру заготовки. Участок заготовки в виде кольца, в который впишется нарезанный впоследствии зубчатый венец высотой h с окружностью вершин диаметром Д и окружностью оснований зубьев диаметром Д, подвергают, как минимум, с одного торца заготовки пластическому деформированию методом ковки, предваряя и сопровождая процесс ковки нагреванием проковываемой зоны (для облегчения ковки). Нагрев осуществляют до требуемой температуры, исходя из материала заготовки, усилий ковки и т.п. Размер l проковываемого участка в радиальном направлении заготовки равен высоте h зубчатого венца плюс размер С технологического припуска по наружному периметру заготовки и плюс размер С технологического припуска, задаваемого на ковку. Внутренний диаметр проковываемой зоны - Д.
По сравнению с прототипом, предлагаемый способ изготовления стальной заготовки 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.