§ 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 (или зубьев). В боль­шинстве же случаев зубчатые колеса изготовляют нарезанием.

Приемлем ли способ накатки зубьев для зубчатых колес пятой степени точности зацепления?

3.7. Зубья нарезают, как правило, методами копирования и обкатки. Копирование заключается в прорезании впадин между зубьями с помощью дисковой (рис. 3.3) или пальцевой (рис. 3.4) фрезы.

Рис. 3.3 Рис. 3.4

Рис. 3.5

Обработка зубьев по методу обкатки производится ин­струментами с очертаниями, отличными от очертаний на­резаемых зубьев, - долбяком (рис. 3.5), червячной фрезой (рис. 3.6) или инструментальной рейкой (рис. 3.7).

Достоинством метода обкатки (огибания) является то, что он позволяет одним и тем же инструментом изготовлять колеса с зубьями различной формы. Изменяя относитель­ное расположение инструмента и заготовки на станке, можно получать зубья различной формы и толщины (передачи со смещением).

Рис. 3.6

Рис. 3.8

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

На рис. 3.8 показана схема нарезания зубьев кониче­ского колёса на зубострогальном станке. Как называется этот способ обработки зубьев?

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

Способы отделки зубьев:

шлифование - производится методом копирования или об­катки шлифовальным кругом;

шевингование - выполняется специальным инструментом шевер-шестерней или шевер-рейкой (обкатывая обрабатыва­емое колесо, шевер отделывает зубья до требуемых точ­ностей и шероховатости поверхности);

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

Какой способ отделки зубьев можно рекомендовать для зубчатых колес, изготовленных штамповкой?

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

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. 3.9

Рис. 3.11 Рис. 3.13

Колеса диаметром меньше 400 мм имеют форму диска с выточками (см. рис. 3.9) или без выточек (см. рис. 3.3). Чаще всего эти колеса изготовляют из поковок. Колеса диаметром более 400-500 мм изготовляют со спицами (рис. 3.13) различного сечения.

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).

Назовите наиболее распространенные в машиностроении конструкции зубчатых колес. Вычертите их (без указания размеров). В каких случаях применяют сварную конструк­цию зубчатого колеса?

3.10. Для изготовления зубчатых колес применяют сле­дующие материалы:

сталь углеродистую обыкновенного, качества марок Ст5, Ст6; качественную сталь марок 35, 40, 45, 50, 55; леги­рованную сталь марок 12ХНЗА, ЗОХГС, 40Х, 35Х, 40ХН, 50Г; сталь 35Л, 45Л, 55Л;

серый чугун марок СЧ 10, СЧ 15, СЧ 20, СЧ 25, СЧ 30, СЧ 40, высококачественный чугун марок ВЧ 50-2, ВЧ 45-5;

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

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

3.11. Контрольная карточка 3.1.