ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Материалы, конструкция цилиндрических колес и методы образования зубьев из "Техническая механика. Детали машин " Материалы для изготовления зубчатых колес в машиностроении—стали, чугуны и пластмассы в приборостроении зубчатые колеса изготовляют также из латуни, алюминиевых сплавов и др. Выбор материала определяется назначением передачи, условиями ее работы, габаритами колес и даже типом производства (единичное, серийное или массовое) и технологическими соображениями. [c.121] Обшая современная тенденция в машиностроении—стремление к снижению материалоемкости конструкций, увеличению мощности, быстроходности и долговечности машины. Эти требования приводят к необходимости уменьшения массы, габаритов и повышения нагрузочной способности силовых зубчатых передач. Поэтому основные материалы для изготовления зубчатых колес — термообработанные углеродистые и легированные стали, обеспечивающие высокую объемную прочность зубьев, а также высокую твердость и износостойкость их активных поверхностей. [c.121] Кроме способности к приработке эти группы различны по технологии механической обработки, а также по нагрузочной способности. [c.122] Колеса первой группы, изготовляемые из средне- и высокоуглеродистых сталей, подвергают нормализации или улучшению чистовое нарезание зубьев производят после термообработки и применения отде1Ючных операций не требуется. Эти 1 ехнологические преимущества колес первой группы обеспечивают их широкое применение при единичном или мелкосерийном производстве мало- и средненагруженных передач, а также передач с крупногабаритными колесами. [c.122] Колеса второй группы изготовляют из легированных сталей, подвергаемых различным видам термической и химикотермической обработки (цементация, объемная или поверхностная закалка, азо1ирование, цианирование, нитроцемеп-тация) и применяют для быстроходных и высоконагруженных передач. [c.122] Зубья колес второй группы нарезают до термической обработки, при которой происходит коробление зубьев и снижение точности зубчатого венца. Для исправления формы зубьев требуются дорогостоящие отделочные операции (шлифовка, обкатка, притирка зубьев и др.), поэтому колеса с зубьями высокой твердости применяют в изделиях крупносерийного и массового производства. При прочих равных условиях масса колес второй группы в 3—4 раза меньше, чем первой. [c.122] Для изготовления тихоходных, преимущественно открытых передач, работающих с окружной скоростью до 3 м/с, применяют серые, модифицированные и высокопрочные чу-гуны, обладающие хорошими литейными свойствами, низкой стоимостью при минимальных отходах материала в стружку. [c.122] Нагрузочная способность зубчатых колес из неметаллических материалов значительно ниже, чем стальных, поэтому их используют в слабонагруженных передачах, к габаритам которых не предъявляется жестких условий, но требуется снижение шума и вибраций, самосмазываемость или химическая стойкость. Зубчатые колеса из неметаллических материалов чаще всего используют в паре с металлическими. Для изготовления неметаллических колес применяют текстолит, древеснослоистые пластики, капрон, нейлон и др. [c.122] Для изготовления шестерни и колеса первой группы целесообразно использовать сталь одной марки, а разность твердости обеспечивать за счет термообработки. [c.123] Для колес с неприрабатываюшимися зубьями обеспечивать разность твердостей зубьев шестерни и колеса не требуется. [c.123] Конструкция цилиндрических колес зависит от их материала, размеров и способа изготовления. [c.123] Стальные зубчатые колеса диаметром до 150 мм (рис. 7.13) изготовляют из прутка или поковки и выполняют в виде сплошных дисков с двусторонней (а ), односторонней (б) ступицей либо без нее (в). Стальные колеса диаметром до 500 мм чаще всего изготовляют коваными или штампованными они имеют обод и ступицу, соединенные диском с отверстиями (рис. 7.13, г). Шестерни, диаметр которых меньше удвоенного диаметра вала, изготовляют как одно целое с валом и называют вал-шестерня (рис. 7.13,д). В коробках скоростей применяют несколько шестерен, изготовленных из одного куска металла такие зубчатые колеса называют блоками шестерен. Колеса диаметром более 500 мм обычно изготовляют отливкой обод и ступицы соединяются спицами крестообразного (рис. 7.14,а), овального, таврового и других сечений. В единичном производстве колеса большого диаметра делают сварной конструкции (рис. 7.14,6). В целях экономии высококачественной стали колеса больших диаметров нередко делают бандажированными (рис. 7.14, в), когда стальной обод насаживается на чугунный центр применяют также конструкции, в которых обод и центр соединяют крепежными болтами. [c.123] Как известно из технологии металлов, различные стали обладают разной прокаливаемостью. Это свойство стали зависит не только от их химического состава и принятой термообработки, но и от размеров деталей. Чтобы получить после термообработки нужные механические характеристики, для каждой марки стали устанавливают предельно допустимые диаметры заготовок шестерни и толщины сечений колеса с учетом припусков на механическую обработку. Так, например, для стали 40Х, улучшенной до твердости 235...262 НВ, допускается диаметр заготовки шестерни до 200 мм, а толщина сечения заготовки колеса до 125 мм. При более высокой твердости эти параметры снижаются соответственно до 125 и 80 мм (подробно см. в учебных пособиях по курсовому проектированию). [c.124] Чугунные зубчатые колеса независимо от их размера изготовляют отливкой с последующей механической обработкой. [c.124] Неметаллические зубчатые колеса изготовляют цельными или составными. На рис. 7.15 показано составное зубчатое колесо из склееных пластин текстолита, надетых на металлическую втулку и скрепленных дисками с помощью болтов. Зубчатые колеса из капрона и нейлона изготовляют отливкой под давлением нередко венец из этих материалов отливают вместе со стальным центром или насаживают на центр с натягом и скрепляют винтами. [c.124] Методы образования зубьев можно разделить на две основные группы накал ывание и нарезание (кроме того, иногда изготовляют колеса с литыми зубьями). [c.124] Накатывание зубьев стальных колес производится накатным инструментом путем пластической деформации венца колеса. Накатывание зубьев с модулем до 1 мм производится в холодном состоянии при большем модуле венец нагревается токами высокой частоты. [c.124] Зубонакатывание применяется в массовом производстве и является высокопроизводи1ельным методом, обеспечивающим минимальные отходы металла в стружку и повышение прочности зубьев, так как волокна металла в заготовке не перерезаются, а изгибаются. [c.125] Нарезание зубьев выполняют методом копирования и методом обкатки. [c.125] Метод копирования заключается в том, что впадины зубчатого венца прорезаются инструментом, профиль режущей части которого точно или приблизительно соответствует очертаниям впадины. На рис. 7.16 показано фрезерование зубьев цилиндрического колеса модульными фрезами дисковой (а) и концевой (6). После прорезания одной впадины заготовка возвращается в исходное положение, поворачивается на величину углового шага и процесс повторяется. [c.125] Вернуться к основной статье