Виды шестерен

Шестерня выступает в качестве одного из главных составных элементов зубчатой передачи. Внешне она похожа на диск с определенным количеством зубьев, который сцепляется с другим похожим диском. Как правило, шестерни имеют куда меньшее число зубьев, чем, к примеру, колеса. Вместе с тем и то и другое условно называют шестерней.

Современные шестеренки могут иметь три различных формы зубьев. Поэтому все шестерни делятся на:

– косозубые;
– шевронные;
– прямозубые.

Большинство механизмов оснащено прямозубыми шестернями. Таким шестеренкам характерно радиальное расположение зубьев. В то же самое время линия контакта идет строго параллельно оси вращения. В качестве основного преимущества прямозубых шестерен выступает относительно невысокая цена. Стоимость производства прямозубых шестерен на порядок ниже стоимости изготовления других видов шестерен.

Косозубые шестерни стали усовершенствованной версией шестерней прямозубых. Зубья косозубых шестерен напоминают по форме спираль и располагаются относительно оси вращения под определенным углом. Такое расположение позволяет зубьям сцепляться тише и плавней. Помимо этого, существенно увеличивается площадь контакта и, как результат, повышается крутящий момент. Косозубые шестерни востребованы в тех механизмах, где к уровню шума предъявляются особые требования.

Особенности производства шестерен

Сам процесс производства зубчатых колес является многоступенчатым и довольно сложным, который не обходится без применения специального оборудования и материалов. Главная особенность изготовления шестеренок заключается в комплексном подходе. Все без исключения этапы производства тесно связаны между собой. И от правильности выполнения каждого из них всецело зависит общий результат и в частности качество шестерни. По-настоящему качественную и долговечную шестерню можно изготовить только в заводских условиях с максимально точным соблюдением всех имеющихся правил производства.

Производство зубчатых колес осуществляется на основе следующих исходных материалов:

– хромистая сталь;
– сталь углеродистая;
– легированная сталь;
– некоторые марки чугуна.

Этапы производства шестерен

На первом этапе происходит формирование заготовки будущей детали. Именно форма будущего изделия, а также его материал будут всецело определять дальнейший метод производства. В качестве наиболее экономически выгодных и простых методов выступают следующие:

– холодная штамповка;
– горячая штамповка;
– литье;
– горячая высадка;
– вырубка;
– горячая накатка;
– металлургия порошкового типа.

Далее производство шестерен предполагает нарезку зубьев на заготовке либо посредством копирования, либо при помощи обкатки. Копирование не столь востребовано, так как отличается низким уровнем производительности и большим числом возможных погрешностей. Поэтому в данном случае наиболее востребована именно обкатка. Нарезка зубьев обкаткой может осуществляться:

1. Зубчатыми валками.
2. Фрезой червячного типа.
3. Долбяком.
4. Резцом на различных типах современных фрезерных станков.

Благодаря своим широким возможностям современные станки позволяют нарезать наружные и внутренние зубья шестерен, зубчатые рейки, косые, а также прямые зубья с закрытым либо открытым венцом. В процессе производства больших или средних зубчатых колес нарезка зубьев осуществляется только после этапа запрессовки заготовки вместе с валом.

Далее следует притирка поверхности детали с использованием зубопритирочных станков и закалка ТВЧ либо в закалочной печи, либо шлифовка.

Финишная обработка детали предполагает зубошлифование. Данный этап обязателен для придания шестерни окончательной формы и вида. В случае необходимости на шестернях выполняют нарезку шлиц или шпоночных канавок. Что касается шлифования, точной нарезки и притирки зубьев шестеренок, то именно они выступают в качестве наиболее сложных и ответственных операций. Все это происходит с применением станков ЧПУ.

Выполнения контроля параметров шестерен

Чтобы осуществить контроль параметров зубчатых колес, используется специальное оборудование, а именно – оптические и кромочные штангензубомеры. Довольно часто высокие требования к качеству шестеренок обуславливают необходимость цементации их рабочих поверхностей. Цементация обеспечивает шестерне дополнительную прочность и защиту от деформации.

Зубофрезерная обработка металла

Компания Брик предлагает услуги зубофрезерной обработки металла любой сложности.

Зубофрезеровка, как технологическая операция, предназначена для нарезания фрезой червячных колес, цилиндрических колес эвольвентного профиля с наружными прямыми и косыми зубьями.

Обрабатываемые детали как правило: шестерни, колеса, вал-шестерни, звездочки для приводных цепей, транспортеров, червячные пары.

Методы нарезания фрезой

В зубофрезеровке используются два способа формирования зуба – метод копирования и метод обката.

Метод копирования – нарезается впадина между зубьями профильным (модульным) инструментом. После обработки каждой впадины заготовка поворачивается на величину шага зацепления.

Метод обката (огибания) – в операции задействованы два инструмента – фреза и заготовка. Метод основан на воспроизведении зацепления фрезой обрабатываемой заготовки.

Фрезы, как режущий инструмент по металлу, должны иметь запас прочности, твердости, износоустойчивости. Металл для изготовления зуборезных фрез выбирается с учетом материала, из которого выполнена заготовка. Для производства фрез используется быстрорежущая сталь, твердые сплавы стали и другими металлами. Режущие кромки усиливаются алмазом, карданной проволокой, твердыми сплавами. Обрабатываемые заготовки изготавливаются из некоторых видов чугуна, латуни, конструкционной стали, бронзы.

На нашем производстве используются зубофрезерные станки, предназначенные для фрезерования цилиндрических зубчатых колёс диаметром до 2000 мм, а также червячных колёс радиальным методом.

Зубонарезная и зубодолбежная обработка

Зубонарезная и зубодолбежная обработка металла заключается в изготовлении из металлической заготовки детали, которая имеет зубья, заданной формы, размеров и соответствующую определенным стандартам качества.

Обработку заготовки проводят на зубонарезных или зубодолбежных станках, путем снятия части металла, с помощью специальных режущих инструментов.

Данные приспособления можно классифицировать по типам:

– зубофрезерные,
– зубодолбежные,
– зубострогальные,
– зубошевинговальные,
– зубошлифовальные.

Обычно, это способ металлообработки применяют для изготовления шестеренок, зубчатых реек, храповиков, зубчатых муфт и других деталей с зубчатыми поверхностями.

Для нарезания цилиндрических изделий колес применяют зубодолбежные станки. Более универсальными считаются станки зубофрезерные, у них выше производительность и точность.

Путем зубонарезной обработки можно нарезать как наружные зубья изделий, так и внутренние. Вид зубьев может быть прямым либо косым. Также изготавливают изделия с зубьями: коническими, бочкообразными, треугольными или других форм.