§ 2. Краткие сведения о методах изготовления зубчатых колес, их конструкциях, материалах

3.6. Существуют следующие способы изготовления зубчатых колес (обра­ботки зубьев):

• литье (без последующей механической обработки зубьев), для совре­менных машин этот способ применяют редко;

• накатка зубьев на заготовке (также без последующей их обработки);

• нарезание зубьев (т. е. зубья получаются в процессе механической обработки заготовки).

Способ изготовления зубчатых колес выбирают в зависимости от их на­значения и по технологическим соображениям.

Для отдельных конструкций машин в массовом производстве применя­ют способ накатки зубьев. Возможны также штамповка, протягивание и. т. д. В этом случае форма инструмента повторяет очертания впадины ;:ли зубьев). В большинстве же случаев зубчатые колеса изготовляют наре­занием.

7. Зубья нарезают, как правило, методами копирования и обкатки. Ко­пирование заключается в прорезании впадин между зубьями с помощью тисковой (рис. 3.2) или пальцевой (рис. 3.3) фрезы.

Рис 3.2. Нарезание зубьев методом ко­пирования дисковой фрезой

Рис. 3.3. Нарезание зубьев пальцевой фрезой

Обработка зубьев по методу обкатки производится инструментами . очертаниями, отличными от очертаний нарезаемых зубьев, — долб—" (рис. 3.4 — зуб наружного зацепления, рис. 3.5 — зуб внутреннего заие~ ния), червячной фрезой (рис. 3.6) или инструментальной рейкой (рис. :

Достоинством метода обкатки (огибания) является то, что он позволь одним и тем же инструментом изготовлять колеса с зубьями различное формы. Изменяя относительное расположение инструмента и заготовки ш

Рис. 3.4. Нарезание зубьев на­ружного зацепления

Рис. 3.5. Нарезание зубьев внутреннего зацепления

Рис. 3.6. Нарезание зубьев червячной фрезой

Рис. 3.7. Нарезание зубьев инструментальной рейкой

станке, можно получать зубья различной формы и толщины (передачи со смещением).

Обкатка по сравнению со способом копирования обеспечивает боль­шую точность и производительность.

На рис. 3.8 показана схема нарезания зубьев конического колеса на зубо-строгальном станке. Как называется этот способ обработки зубьев?

Рис. 3.8. Нарезание зубьев конического колеса

3.8. Для достижения высокой точности и малой шероховатости поверх­ ности зубьев после нарезания производится их отделка.

Способы отделки зубьев:

• шлифование — производится методом копирования или обкатки шлифовальным кругом;

• шевингование — выполняется специальным инструментом ше- вер-шестерней или шевер-рейкой (обкатывая обрабатываемое коле­ со, шевер отделывает зубья до требуемых точности и шероховатости поверхности);

• притирка — производится с помощью специального чугунного колеса (притира), находящегося в зацеплении с обрабатываемым колесом.

3.9. В зависимости от способа получения заготовки зубчатые колеса подразделяют на литые (рис. 3.9), кованые или штампованные, изготовлен­ные механической обработкой (рис. 3.10), сварные (рис. 3.11).

Рис. 3.9. Литое зубча­тое колесо Рис. 3.10. Кованое или штампованное Рис. 3.11. Сварное зубчатое колесо

колесо, механически обработанное

Зубчатые колеса, у которых диаметр впадин незначительно превышает диаметр вала в месте посадки зубчатого колеса, изготовляют за одно целое с валом. Такую конструкцию (рис. 3.12) называют валом-шестерней. В ос­тальных случаях зубчатое колесо выполняется отдельно, после чего наса­живается на вал.

Рис. 3.12. Вал-шестерня

Колеса диаметром меньше 400 мм имеют форму диска с выточками (см. рис. 3.9) или без выточек. Чаще всего эти колеса изготовляют из поко­вок. Колеса диаметром более 400—500 мм изготовляют со спицами (рис. 3.13) различного сечения.

Рис. 3.13. Зубчатое колесо со спицами

При конструировании колеса наиболее важным требованием является его жесткость. Основные соотношения элементов зубчатых колес в зависи­мости от их конструкции приведены в специальных справочниках.

Для экономии высокопрочных дорогостоящих материалов изготовляют сборные конструкции — бандажированные колеса (рис. 3.14). В этом слу­чае зубчатый венец колеса изготовляют из качественной стали, а централь­ную часть делают из менее дорогого материала (например, чугуна).

Венец

Окно Ступица

Рис. 3.14. Зубчатый венец бандажированного колеса

Назовите наиболее распространенные в машиностроении конструкции зубчатых колес. В каких случаях применяют сварную конструкцию зубчатого колеса?

3.10. Для изготовления зубчатых колес применяют следующие материалы:

• сталь углеродистую обыкновенного качества марок Ст5, Стб; качест­венную сталь марок 35, 40, 45, 50, 55; легированную сталь марок 12ХНЗА, 30ХГС, 40Х, 35Х, 40ХН, 50Г; сталь 35Л, 45Л, 55Л;

. серый чугун марок СЧ10, СЧ15, СЧ20, СЧ25, СЧ30, СЧ40, высокока­чественный чугун марок ВЧ50-2, ВЧ45-5;

• неметаллические материалы (текстолит марок ПТК, ПТ, ПТ-1, лиг-нофоль, бакелит, капрон и др.).

Можно ли применить для изготовления пары зубчатых колес разный ма­териал, например текстолит и сталь?

11. Ответить на вопросы контрольной карточки 3.1.

Контрольная карточка 3.1

Вопрос	Ответы	Код
Какое основное отличие зубчатой пере­дачи от фрикционной?	Постоянство передаточного числа Непостоянство передаточного числа	1 2
Как классифицируется по взаимному расположению осей колес передача на рис. 3.1, е?	Оси параллельны Оси пересекаются Оси скрещиваются	3 4 5
Как называется способ обработки зубь-ев, показанный на рис. 3.6?	Фрезерование дисковой фрезой Фрезерование червячной фрезой («обкатка») Шевингование Притирка	6 7 8 9
Как классифицируется по способу изго­товления заготовки зубчатое колесо, на рис. 3.14?	Кованое Штампованное Бандажированное Сварное	10 11 12 13
Применяются ли (как правило) в общем машиностроении для изготовления зуб­чатых колес бронза, латунь?	Да Нет	14 15