Способы изготовления зубчатых колес

Широкое распространение зубчатых передач делает необходимой большую научно-исследовательскую работу по вопросам конструирования и технологии изготовления зубчатых колёс и всестороннюю стандартизацию в этой области. Заготовки зубчатых колес получают литьем, ковкой в штампах или свободной ковкой в зависимости от материала, формы и размеров. Зубья колес изготовляют накатыванием, нарезанием, реже литьем.
Накатывание зубьев. Применяется в массовом производстве. Предварительное формообразование зубьев цилиндрических и конических колес производится горячим накатыванием. Венец стальной заготовки нагревают токами высокой частоты до температуры~1200°С, а затем обкатывают между колесами-накатниками. При этом на венце выдавливаются зубья. Для получения колес более высокой точности производят последующую механическую обработку зубьев или холодное накатывание — калибровку.
Холодное накатывание зубьев применяется при модуле до 1 мм. Зубонакатывание — высокопроизводительный метод изготовления колес, резко сокращающий отход металла в стружку.
Нарезание зубьев. Существует два метода нарезания зубьев: копирование и обкатка.
1.Метод копирования заключается в прорезании впадин между зубьями модульными фрезами (рис. 2.3.3): дисковыми (а) или пальцевыми (б). После прорезания каждой впадины заготовку поворачивают на шаг зацепления. Профиль впадины представляет собой копию профиля режущих кромок фрезы, отсюда и название — метод копирования. Метод копирования — малопроизводительный и неточный, применяется преимущественно в ремонтном деле.

;

Рисунок 2.3.3 Нарезание зубьев методом копирования

2. Методом обкатки нарезания зубьев основан на воспроизведении зацепления зубчатой пары, одним из элементов которой является режущий инструмент — червячная фреза (рис.2.3.4.а), долбяк (рис.2.3.4.б) или реечный долбяк — гребенка (см. рис. 2.3.5). Червячная фреза имеет в осевом сечении форму инструментальной рейки. При нарезании зубьев заготовка и фреза вращаются вокруг своих осей, обеспечивая непрерывность процесса. Нарезание зубьев червячными фрезами широко применяют для изготовления цилиндрических колес с внешним расположением зубьев. Для нарезания колес с внутренним расположением зубьев применяют долбяки. Гребенками нарезают прямозубые и косозубые колеса с большим модулем зацепления.

Рисунок 2.3.4 Нарезание зубьев методом обкатки

Рисунок 2.3.5 Нарезание зубьев методом обкатки долбяком

Нарезание зубьев конических колес методом обкатки производится строганием (рис.2.3.6.а), фрезерованием (рис.2.3.6.б), инструментом с прямобочным профилем или резцовыми головками.

Рисунок 2.3.6 Нарезание конических зубьев методом обкатки

Отделка зубьев. Зубья точных зубчатых колес после нарезания подвергают отделке шевингованием, шлифованием, притиркой или обкаткой. Шевингование применяют для тонкой обработки незакаленных колес. Выполняют инструментом — шевером, имеющим вид зубчатого колеса с узкими канавками на поверхности зубьев. Вращаясь в зацеплении с обрабатываемым колесом, шевер снимает режущими кромками канавок волосообразные стружки с зубьев колеса.
Шлифование применяют для обработки закаленных зубьев. Выполняют шлифовальными кругами способом копирования или обкатки. Притирку используют для отделки закаленных зубьев колес. Выполняют притиром – чугунным точно изготовленным колесом с использованием притирочных абразивных паст.
Обкатка применяется для сглаживания шероховатостей на рабочих поверхностях зубьев незакаленных колес. В течение 1…2 мин зубчатое колесо обкатывается под нагрузкой с эталонным колесом большой твердости.
При изготовлении зубчатых колес неизбежны погрешности в отклонениях шага, профиля зуба, межосевого расстояния и др. Эти погрешности приводят к преждевременному разрушению передачи. Точность зубчатых колес регламентируется стандартами, в которых предусмотрено 12 степеней точности в порядке убывания. Наибольшее распространение получили 6, 7, 8, 9 степени точности.