1.2. Назначение и конструкция детали.

Зубчатые колеса представляют собой детали цилиндрической формы, предназначенные для передачи вращения и крутящего момента от ведущего вала к ведомому посредством зубчатого зацепления. Решающее значение для повышения работоспособности зубчатых колес имеет правильный выбор марки стали, его термическая обработка, точность изготовления посадочного диаметра и зубчатого зацепления. Посадочные отверстия выполняются по 7-8 квалитету, выполнены в виде гладких отверстий, отверстий со шпоночными пазами или шлицами. Некорригированные зубчатые венцы колес, выполненные по 8 степени точности, могут быть получены зубофрезерованием или зубодолблением. Для их изготовления применяется стандартный инструмент: прямозубые долбяки по ГОСТ 9323-89 и червячные фрезы по ГОСТ 9324-89 с исходным контуром 20°.

Химический состав и механические свойства стали марки 40Х по ГОСТ 4543-71 в зависимости от вида термообработки приведен в таблице 3 и таблице 4.

Химический состав стали 40Х

Таблица 3

С	Si	Mn	Cr	Ni	Др. элементы
0,36-0,44	0,17-,037	0,50-0,80	0,80-1,10	-	-

Механические свойства стали 40Х, МПа

Таблица 4

Вид термообработки	Твердость	Предел текучести	Предел прочности	Предел выносливости
Отжиг	187…217 HB	400	620…750	300
Улучшение	230…260 HB	650…730	850…950	400
Закалка в масле и отпуск	37-41 HRC 47-51 HRC	1100…1200 1350…1450	1200…1300 1500…1600	550 680
ТВЧ	47-51 HRC	Данных нет

1.3. Анализ технологичности детали.

Группа деталей типа зубчатых колес, муфт изготавливаются из сталей 40Х по ГОСТ 4543-71, 45 ГОСТ 1050-74 и втулок из бронз Бр.ОЦ 6-6-3. Вышеуказанные детали из сталей подвергаются термической обработке на разную твердость.

Сталь 45 нетехнологична, т.к. при термической обработке закалка производится на «воду, при этом возникают значительные термические напряжения и при наличии в детали концентраторов напряжений могут появиться микротрещины и деталь будет отбракована. Сталь 45 желательно заменять на сталь 40Х, которая калится «на масло» с меньшими термическими напряжениями, а по механическим свойствам превосходит сталь 45.

При обработке многовенцовых зубчатых колес практически невозможна обработка венцов фрезерованием методом обкатки, приходится использовать зубодолбежные станки, что является также недостатком.

Наиболее точным способом получения шлицевых и шпоночных пазов в отверстиях является протягивание.

Нетехнологичными являются процесс зубозакругления, так как производится последовательная обработка поверхностей от зуба к зубу, обработка внутренних и наружных закрытых уступов, внутренних фасок, пазов и углублений.

1.4. Выбор метода получения заготовки

Метод получения заготовки определяется назначением и конструкцией детали, материалом, техническими требованиями, а также экономичностью изготовления.

В связи с тем, что тип производства при изготовлении зубчатых колес – мелкосерийный, желательно применение заготовки с минимальными припусками.

Рассмотрим варианты изготовления заготовки зубчатого колеса. По техническим требованием чертежа заготовка должна выполняться из стали 40Х по ГОСТ 4543-73. В условиях единичного производства заготовка выполняется из круга 130 мм, в мелкосерийном производстве для уменьшения расхода металла должны применяться заготовки, полученные горячей штамповкой на молотах без прошивки отверстия.