Зубчатое колесо и способ его изготовления - SU1325232A1
Код документа: SU1325232A1
Чертежи
Описание
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в зубчатых передачах, при изготовлении зубчатых колес с основой из порошкового материала.
Целью изобретения является повышение нагрузочной способности зубчатого колеса и упрош.ение способа его изготовления.
Виброизолируюшие слои в теле колеса образованы смешениями рядами полостей, не нарушаюш,их целостность порошковой основы колеса. Упрощение способа изготовления достигается за счет получения необходимой конструкции и свойств материала колеса в процессе одной операции - спекания порошка.
На фиг. 1 показано зубчатое колесо, сечение; на фиг. 2 - схема расположения полостей на соседних виброизолируюших слоях; на фиг. 3 - схема изменения пористости в сечении зуба; на фиг. 4 - лента для кольцевых элементов.
Зубчатое колесо из порошкового материала содержит эквидистантные профилю зубьев чередующиеся несущие 1 и вибро- изолируюшие 2 слои. Последние выполнены в виде рядов полостей, смещенных друг относительно друга в соседних слоях так, что полости одного слоя перекрывают перемычки 3 между полостями другого (фиг. 2).
Полости каждого из рядов могут быть сообщены между собой (фиг. 2) и заполнены демпфирующим материалом. Пористость порошкового материала колеса, образующего несущие слои 1 монотонно возрастает от 2-5 до 10-18% по толщине от периферии к середине слоя.
Зубчатое колесо изготавливают прессованием металлического порошкового материала в матрице с обратным требуемому зубчатым профилем. В матрице на расстоянии д друг от друга коаксиально размещают гофрированные кольцевые элементы из металлической перфорированной ленты. Температура плавления материала ленты ниже температуры плавления порошкового материала. Затем заполняют зазоры между элементами и матрицей металлическим порошковым материалом, уплотняют его до пористости 20-25% магнитоимпульсным прессованием и спекают. Толщину ленты выбирают из соотношения
У (0,45-0,48)-Л-k где S-толщина ленты;
и - расстояние между элементами;
-пористость заготовки колеса после прессования.
При заполнении матрицы и прессования порошка он заполняет предварительно изготовленные в ленте прорези (фиг. 4), образуя перемычки 3 полостей. В процессе спекания стального порошка лента толщиной S расплавляется , заполняя ближайшие поры и растворяясь в несущих, расположенных между виброизолирующими, слоях. При этом
на ее месте образуются полости, а пористость прилегающих к ним несущих слоев уменьшается (фиг. 3).
После спекания сообщающиеся полости
заполняются под давлением материалом с повышенными демпфирующими характеристиками .
При работе колеса виброизолирующие слои 2 гасят колебания, генерируемые зубчатым профилем.
Перемычки 3 между полостями обеспечивают высокую нагрузочную способность колеса, так как соединяют между собой несущие слои 1. Последние, вследствие переменной по толщине пористости, имеют не5 линейную виброакустическую характеристику , что также повышает виброизоляцию.
Пример. Изготавливают зубчатое колесо, имеющее модуль m 8 мм, число зубьев , ширину зубчатого венца в 100 мм, из стального порошка X 13 М2С2.
0 Кольцевые элементы сворачивают из предварительно гофрированной медной ленты толщиной 0,2 мм. В ленте вырубают перфорацию - прямоугольные отверстия (2X8 мм общей площадью 26-30% от
5 площади поверхности ленты). Три кольцевых элемента коаксиально устанавливают в матрицу на расстоянии л 2 мм друг относительно друга, после этого матрицу заполняют металлическим порощком, уплотняют предварительно и затем проводят магнитно0 импульсное прессование с энергией прессования 18 кДж. После прессования заготовку зубчатого колеса спекают в эндогазе при 1160-1200°С.
Образовавшиеся полости пропитаны свинцом.
Изобретение позволяет повысить нагрузочную способность зубчатого колеса в 2,2-2,4 раза при одинаковой с прототипом виброакустической способности.
Формула изобретения
1.Зубчатое колесо, содержащее эквидистантные профилю зубьев чередующиеся несущие и виброизолирующие слои, отличающееся тем, что, с целью повыщения нагрузочной способности, виброизолирующие слои выполнены в виде рядов полостей, смещенных друг относительно друга в соседних слоях.
2.Колесо по п. 1, отличающееся тем, что полости каждого из рядов сообщены между собой и заполнены демпфирующим материалом.
55 3. Колесо по п. 1, отличающееся тем, что пористость материала несущих слоев монотонно возрастающая от 2-5 до 10-18% по толщине от периферии к середине слоя.
4. Способ изготовления зубчатого колеса , включающий размещение гофрированных кольцевых элементов из металлической перфорированной ленты в матрицу пресс- формы с обратным требуемому зубчатым профилем , заполнение зазоров между матрицей и элементами металлическим порошковым материалом, прессование и спекание, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа , кольцевые элементы берут из материала с температурой плавления ниже температуры плавления порощкового материала.
причем используют ленту толщиной, выбираемой из соотношения
6 (0,45-0,48)-Д-k,
где S-толщина ленты;
d -расстояние между элементами;
| - пористость заготовки колеса после
прессования,
а спекание проводят в условиях выплавления материала кольцевых элементов с последующим заполнением образующихся полостей демпфирующим материалом.
Фиг. 2
Иа(.одная пористость Полости
Пористость после спекания Фиг.3
Реферат
Изобретение относится к машиностроению . Цель изобретения - повышение нагрузочной способности порошкового зубчатого колеса и упрош.ение способа изготовления . Виброизолируюш.ие слои образованы смешенными рядами полостей, не нарушающих целостность его порошковой основы за счет получения необ.ходимой конструкции и свойств материала колеса в процессе одной операции - спекания. Полости одного слоя перекрывают перемычки 3 между полостями другого. Полости каждого из рядов могут быть сообщены между собой и заполнены демпфирующим материалом. Пористость порошкового материала, образующего несущие слои 1, монотонно возрастает по толщине от периферии к середине слоя. Из гофрированной по профилю зубьев и перфорированной ленты сворачивают кольцевые элементы - будущие ряды полостей и устанавливают в матрицу. При спекании материал ленты расплавляется с образованием полостей. Толщина ленты - расчетная. Переменная пористость несущих слоев 1 получается в результате проникновения расплавленного металла ленты в поры. 2 с. и 2 з. п. ф-лы, 4 ил. (С С О5 N3 СП NS СО ND Фиг. }
Формула
