FR2736126A1 - METAL GEAR COVERED WITH COMPOSITE MATERIAL - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un engrenage en métal (10) qui comporte une partie d'engrenage (11) recouverte avec un matériau de recouvrement (12). De manière à résoudre un bruit métallique désagréable et le coût de fabrication tout en conservant une résistance importante, la surface d'un engrenage métal (11) est recouverte avec un matériau composite de métal (12) qui comporte un solide lubrifiant. Ce matériau composite peut avoir été traité thermiquement et comporter du nickel ou de l'aluminium.The present invention relates to a metal gear (10) which has a gear portion (11) covered with a cover material (12). In order to solve unpleasant metallic noise and manufacturing cost while maintaining high strength, the surface of a metal gear (11) is covered with a metal composite material (12) which includes a solid lubricant. This composite material may have been heat treated and include nickel or aluminum.
Description
Às l2736126To l2736126
ENGRENAGE A METALMETAL GEAR
Contexte de l'invention 1. Domaine de l'invention La présente invention concerne un engrenage en métal qui comporte une partie d'engrenage recouverte avec un matériau BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a metal gear which comprises a gear part covered with a material
de revêtement.coating.
2. Description de l'art antérieur2. Description of the prior art
Un engrenage en résine est connu comme moyen pour réduire le bruit de métal désagréable survenant lorsque les engrenages sont en prise. Par exemple, un engrenage formé par une résine hautement résistante et une résine diminuant le bruit, et moulé sur la surface d'un engrenage par un moulage d'insertion, est proposé dans une demande de brevet japonaise No 4(1992)-193511. L'engrenage décrit dans cette publication réduit les bruits dûs aux engrenages en prise, en recouvrant la surface des dents de l'engrenage avec une A resin gear is known as a means of reducing the unpleasant metal noise occurring when the gears are engaged. For example, a gear formed by a highly resistant resin and a noise reducing resin, and molded on the surface of a gear by an insertion molding, is proposed in Japanese patent application No. 4 (1992) -193511. The gear described in this publication reduces the noise due to the gears in gear, by covering the surface of the teeth of the gear with a
résine abaissant le bruit.noise-reducing resin.
Mais il est difficile d'utiliser l'engrenage ci-dessus comme un engrenage à haute résistance car la dureté de l'engrenage de résine est plus basse que celle d'un engrenage métallique. Par conséquent, un engrenage métallique doit être utilisé lorsqu'il est nécessaire qu'il However, it is difficult to use the above gear as a high strength gear because the hardness of the resin gear is lower than that of a metal gear. Therefore, a metal gear should be used when it is necessary that it
y ait une haute résistance.there is a high resistance.
Cependant, dans un engrenage à métal, un bruit métallique désagréable arrive lorsque deux engrenages métalliques sont en prise. Si la partie des dents est faite avec précision, le bruit métallique désagréable peut être réduit. Mais les However, in a metal gear, an unpleasant metallic noise occurs when two metal gears are engaged. If the part of the teeth is made with precision, the unpleasant metallic noise can be reduced. But the
coûts de fabrication deviennent trop important. manufacturing costs become too large.
2 27361262 2736126
Résumé de l'invention Ainsi, un objet de la présente invention est de proposer un engrenage à métal qui permet de s'affranchir de ces inconvénients. Un autre objet de la présente invention est de proposer un engrenage à métal qui peut réduire les coûts de Summary of the Invention Thus, an object of the present invention is to provide a metal gear which overcomes these drawbacks. Another object of the present invention is to provide a metal gear which can reduce the costs of
fabrication.manufacturing.
De manière à réaliser ces objets, est proposé un engrenage à métal qui comporte une partie d'engrenage métallique et un matériau composite de métal qui inclut un solide lubrifiant pour recouvrir la surface de la partie de In order to achieve these objects, there is provided a metal gear which has a metal gear part and a metal composite material which includes a solid lubricant to cover the surface of the metal part.
l'engrenage de métal.the metal gear.
Par exemple, le solide lubrifiant est du graphite, des polymères fluorocarbones, du disulfide de molybdène, du fluoride graphite et autres, et le matériau composite est For example, the lubricant solid is graphite, fluorocarbon polymers, molybdenum disulfide, graphite fluoride and the like, and the composite material is
du nickel, de l'aluminium, du fer, du cuivre et autres. nickel, aluminum, iron, copper and others.
Brève description des figuresBrief description of the figures
D'autres objets et avantages de la présente invention Other objects and advantages of the present invention
apparaîtront à la lecture ci-dessous de la description will appear on reading the description below
détaillée des modes de réalisation préférés en référence à la figure dans laquelle: la figure 1 représente le dessin d'un engrenage de métal selon un premier mode de réalisation de la présente invention. Detailed description of the preferred embodiments with reference to the figure in which: Figure 1 shows the drawing of a metal gear according to a first embodiment of the present invention.
Description détaillée des modes de réalisation préférés Detailed description of preferred embodiments
Ci-après un engrenage de métal selon les modes de réalisation de la présente invention est décrit en Hereinafter a metal gear according to the embodiments of the present invention is described in
référence à la figure 1.reference to figure 1.
% 3 2736126% 3 2736126
La figure 1 représente une vue en coupe d'une partie principale d'un engrenage de métal 10 du premier mode de réalisation de la présente invention. Dans ce mode de réalisation, l'engrenage de métal 10 est une roue à développante. L'engrenage de métal 10 est composé d'une Figure 1 shows a sectional view of a main part of a metal gear 10 of the first embodiment of the present invention. In this embodiment, the metal gear 10 is an involute wheel. The metal gear 10 is composed of a
partie de dents 11 et d'un matériau de recouvrement 12. part of teeth 11 and covering material 12.
L'engrenage de métal 10 est en prise avec un autre engrenage (non représenté sur la figure 1), et l'engrenage de métal 10 tourne avec un autre engrenage. La partie de dents 11 de l'engrenage de métal 10 est recouverte d'un matériau composite de métal 12 comme matériau de recouvrement qui inclut un solide lubrifiant pour réduire un bruit métallique désagréable lorsque deux engrenages The metal gear 10 is engaged with another gear (not shown in Figure 1), and the metal gear 10 rotates with another gear. The tooth portion 11 of the metal gear 10 is covered with a metal composite material 12 as a covering material which includes a solid lubricant to reduce an unpleasant metallic noise when two gears
métalliques sont en prise l'un avec l'autre. are in contact with each other.
Selon le premier mode de réalisation de la présente invention, durant la fabrication de l'engrenage de métal , un matériau rude d'acier de carbone est coupé dans la forme grossière de la partie de dents par un procédé de découpe, et l'enveloppe de la partie de dent est formée plus précisément par un procédé de taillage en développante. Puis, une surface de l'engrenage de métal 10 est recouverte avec un matériau composite de nickel qui comporte 23% de son volume de particules de polymère fluocarbone agissant comme un solide lubrifiant par plaquage. Cet engrenage de métal 10 est référencé comme l'engrenage A1 en vue d'une comparaison qui sera expliquée According to the first embodiment of the present invention, during the manufacture of the metal gear, a rough carbon steel material is cut into the coarse shape of the part of the teeth by a cutting process, and the casing of the tooth part is formed more precisely by an involute cutting process. Then, a surface of the metal gear 10 is covered with a nickel composite material which comprises 23% of its volume of particles of fluocarbon polymer acting as a solid lubricant by plating. This metal gear 10 is referenced as the gear A1 for a comparison which will be explained
plus loin.further.
La résistance du matériau de recouvrement 12 de l'engrenage de métal 10 est augmentée par l'addition d'un traitement thermique et peut être ajustée en accord avec une condition d'utilisation de l'engrenage de métal 10. L'engrenage de métal avec le traitement de chauffe est référencé comme The resistance of the covering material 12 of the metal gear 10 is increased by the addition of a heat treatment and can be adjusted in accordance with a condition of use of the metal gear 10. The metal gear with the heating treatment is referenced as
étant l'engrenage A2.being the gear A2.
Dans le second mode de réalisation de la présente invention, un matériau rugueux d'acier de carbone est découpé sous la forme grossière de la partie de dents par un procédé de découpe, et l'enveloppe de la partie des dents est formée plus précisément par un procede de taillage en développante. Une surface de l'engrenage de métal 10 est recouverte avec un matériau composite d'aluminium qui contient 50% de son poids de particules de graphite agissant comme un solide lubrifiant par pulvérisation. Cet engrenage de métal 10 est référencé comme étant l'engrenage B. Par la suite, les engrenages de métal des premier et second mode de réalisation sont comparés avec un engrenage de métal conventionnel. L'engrenage métallique conventionnel référencé comme étant l'engrenage C, est fabriqué par un procédé de d'arasage et un procédé de nitruration après le procédé de découpe et de taillage en développante. La précision de formation de l'engrenage C est importante car ce procédé de fabrication donne une enveloppe précise de la partie de dents par le procédé d'arasage et le procédé de nitruration. Les précisions de la forme de l'engrenage A1, de l'engrenage A2 et de l'engrenage B sont moins importantes que la précision de formation de l'engrenage C, car ce procédé de fabrication de la partie des dents 11 ne comporte pas de procédé d'arasage ni de procédé de In the second embodiment of the present invention, a rough carbon steel material is cut in the rough form of the tooth part by a cutting process, and the envelope of the tooth part is formed more precisely by an involute cutting process. A surface of the metal gear 10 is covered with an aluminum composite material which contains 50% of its weight of graphite particles acting as a solid spray lubricant. This metal gear 10 is referenced as gear B. Thereafter, the metal gears of the first and second embodiment are compared with a conventional metal gear. The conventional metallic gear referenced as gear C, is manufactured by a leveling process and a nitriding process after the involute cutting and cutting process. The precision of formation of the gear C is important because this manufacturing process gives a precise envelope of the part of the teeth by the leveling process and the nitriding process. The accuracy of the shape of the gear A1, the gear A2 and the gear B is less important than the accuracy of the formation of the gear C, since this method of manufacturing the part of the teeth 11 does not include of the leveling process or of the
nitruration.nitriding.
Un tableau 1 représente les résultats de la comparaison des bruits métalliques de fonctionnement des premier, second engrenages métalliques ainsi que de l'engrenage métallique conventionnel. Le bruit métallique de fonctionnement est mesuré lorsque les engrenages (engrenage A1, engrenage A2, engrenage B, engrenage C) tournent entre 2000 tpm et 4000 tpm. Table 1 represents the results of the comparison of the metallic noises of operation of the first, second metallic gears as well as of the conventional metallic gear. The metallic operating noise is measured when the gears (gear A1, gear A2, gear B, gear C) rotate between 2000 rpm and 4000 rpm.
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Tableau 1Table 1
bruit bruit bruit métallique métallique métallique (dB) [moyen] (dB) [maximum] (dB) [minimum] Engrenage A1 64. 2 75.8 54.2 Engrenage A2 66.0 81.1 52.4 Engrenage B 64.9 74.2 51.0 Engrenage C 80.3 93.4 66.8 Selon le tableau 1, il est évident que le bruit métallique des engrenages A1 et A2 est plus petit que celui de l'engrenage C. A partir du tableau 1, la douceur du fonctionnement des engrenages recouverts avec le matériau composite de métal est bonne même lorsque la précision de la forme de l'engrenage est faible. Lorsque la forme de l'engrenage de métal 10 n'est pas précise du fait de la fabrication et que le fonctionnement en prise n'est pas doux, le matériau de recouvrement 12 agit comme coussin pendant que deux engrenages métalliques sont en prise, il est évident que la douceur du fonctionnement en prise devient graduellement meilleure du fait de la propre fonction de rénovation du noise noise noise metallic metallic metallic (dB) [average] (dB) [maximum] (dB) [minimum] Gear A1 64. 2 75.8 54.2 Gear A2 66.0 81.1 52.4 Gear B 64.9 74.2 51.0 Gear C 80.3 93.4 66.8 According to table 1 , it is obvious that the metallic noise of the gears A1 and A2 is smaller than that of the gear C. From table 1, the smoothness of the operation of the gears covered with the metal composite material is good even when the precision of the shape of the gear is weak. When the shape of the metal gear 10 is not precise due to manufacturing and the engagement operation is not smooth, the covering material 12 acts as a cushion while two metal gears are engaged, it it is obvious that the smoothness of the engagement operation gradually becomes better due to the own renovation function of the
matériau composite 12.composite material 12.
Selon cette invention, le procédé de durcissement de la surface de l'engrenage de métal 10 est abandonné et remplacé par un procédé de recouvrement du matériau composite de métal incluant un solide lubrifiant. En outre, le métal de recouvrement 12 ajuste la prise des engrenages de métal, il n'est ainsi pas nécessaire de fabriquer la partie des dents avec une haute précision. Par conséquent, 6 2736126 il est possible de réduire le temps et le coût de fabrication. Les modes de réalisation préférés décrits ici sont According to this invention, the method of hardening the surface of the metal gear 10 is abandoned and replaced by a method of covering the metal composite material including a lubricating solid. In addition, the covering metal 12 adjusts the grip of the metal gears, so it is not necessary to manufacture the part of the teeth with high precision. Therefore, 6 2736126 it is possible to reduce the manufacturing time and cost. The preferred embodiments described here are
illustratifs et non restrictifs, l'étendue de l'invention est indiquée par le contenu des revendications jointes et Illustrative and not restrictive, the scope of the invention is indicated by the content of the appended claims and
toute modification qui tomberait dans le contenu des revendications fait partie de l'invention. any modification which would fall within the content of the claims is part of the invention.
7 27361267 2736126
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