7.6. Виготовлення зубчастих коліс
Заготовки зубчастих коліс одержують штампуванням, куванням або литтям залежно від матеріалу, форми та розмірів зубчастого колеса.
Зубці коліс виготовляють нарізанням, накатуванням або литтям.
Для нарізання зубців коліс використовують:
1) гребінки (рейковий інструмент із прямолінійним профілем);
2) фрези: а) черв'ячні; б) пальцеві; в) дискові-модульні;
3) довбачі (для коліс внутрішнього зачеплення).
Переваги нарізання: висока точність профілю зубців і кроку; простота заточування інструменту; один інструмент даного модуля не залежить від числа зубців колеса, що нарізується; висока продуктивність і можливість автоматизації.
52
Зубці точних зубчастих коліс після нарізання піддають обробним операціям: обкатуванню; шліфуванню; притиранню; шевінгуванню або хонінгуванню.
Накатування зубців застосовують гаряче (із нагріванням ТВЧ до 1200 ºС) та холодне (при модулі до 1 мм). Інструмент –накатники. Переваги зубонакатування: висока продуктивність; зменшення відходів металу у стружку; підвищення міцності зубців на 15 – 20 %.
7.7. Сили, які діють у зачепленні циліндричних коліс
Циліндричне колесо конструктивно складається з трьох частин (рис. 7.4):
1) вінець;
2) диск;
3) маточина.
Рисунок 7.4 – Сили, які діють на зубчасте колесо
У полюсі зачеплення діють сили, напрямок яких на шестерню і колесо протилежний (рис. 6.5):
колова Ft = 2 Т / d ;
радіальна Fr = Ft tgα / cosβ (α = 20º – кут зачеплення);
осьова Fa = Ft tgβ (для прямозубих і шевронних коліс Fa = 0).
Особливістю зачеплення шевронних коліс (рис. 7.5) є їх самовстановлення під впливом осьових сил, які діють на півшеврони в протилежні боки. Внаслідок неточностей виготовлення та монтажу ці сили не дорівнюють одна одній, тому одне із зубчастих коліс буде переміщатися відносно іншого доти, поки різниця цих осьових сил не дорівнюватиме нулю.
53
Рисунок 7.5 – Сили, які діють на шевронне зубчасте колесо
7.8. Види і причини відмов закритих та відкритих зубчастих передач
У процесі роботи передач можуть спостерігатися такі види відмов:
1 – пошкодження поверхні зубців:
а) утомне викришування (рис. 7.6 а), зумовлене дією циклічних контактних напружень;
б) заїдання, яке спричиняє задирку робочих поверхонь зубців (рис. 7.6 б); заїдання пов'язане з витисканням мастильного матеріалу із зони контакту, локальним нагріванням і молекулярним зчепленням контактуючих поверхонь (спостерігається у важко навантажених тихохідних великомодульних передачах);
в) абразивне спрацювання (рис. 7.6 в), яке спостерігається у відкритих або погано захищених від потрапляння абразивів закритих передачах; спрацювання призводить до підвищення динамічного навантаження і шуму, зниження згинної міцності зубців та їх поломок;
г) пошкодження торців зубців у пересувних колесах коробок швидкостей;
2 – поломки зубців (рис. 7.6 г), спричинені згинними напруженнями, можуть мати утомний або статичний характер.
Основні заходи боротьби з відмовами: а) збільшення модуля; б) наклеп галтелі; в) зменшення концентрації напружень.
54
Рисунок 7.6 – Відмови зубчастих передач