Изготовление шестерен и зубчатых колес

При создании самых различных механизмов могут применяться шестерни и зубчатые колеса. Их геометрические особенности определяют возможность обеспечения надежного зацепления для передачи усилия. Технология изготовления зубчатых колес характеризуется достаточно большим количеством особенностей, среди которых отметим использование специального оборудования. Если изготовление шестерен проводится без учета особенностей геометрических особенностей, то существенно снижается качество получаемого соединения для передачи вращения.

В соответствии с конструктивными особенностями зубчатые колеса могут быть:

• коническими:
• венцовыми;
• со ступицей;
• с валиком;
• цилиндрическими:
• одновенцовыми;
• многовенцовыми.

Цилиндрические зубчатые колеса изготавливаются:

• с косыми зубьями;
• с прямыми зубьями;
• с шевронными зубьями.

Для плавного и надежного зацепления зубчатое колесо должно иметь не менее 6 зубьев – шестерня. В обиходе это название закрепилось для всех зубчатых колес.

Изготовление шестерен осуществляется из:

• углеродистых сталей;
• хромистых сталей;
• легированных сталей (для высоконагруженных шестерен);
• некоторых марок чугуна.
  
  
  

Производство зубчатых колес начинается с формирования заготовки. Форма, размер будущего колеса и материал изготовления определяют метод его изготовления. Наиболее экономными и менее затратными являются холодная и горячая штамповка, горячая высадка, литье, горячая накатка, вырубка, порошковая металлургия.

Следующий этап изготовления шестерен – нарезка зубьев на заготовке обкаткой или копированием. Ввиду низкой производительности и погрешностей при нарезке методом копирования, в крупносерийном производстве предпочтение отдается методу обкатки. Нарезка обкаткой может выполняться долбяком, червячной фрезой, зубчатыми валками, резцом на зубострогальных, зубодолбежных и универсально-фрезерных станках. Технические характеристики станков позволяют нарезать внутренние и наружные зубья колес, прямые и косые зубья с открытым и закрытым венцом, зубчатые рейки.

При изготовлении шестерен крупных и средних размеров нарезка зубьев производится после запрессовки заготовки вместе с валом. После нарезки зубьев выполняется притирка поверхности на зубопритирочных станках и закалка ТВЧ или в специальных закалочных печах и шлифовка.

Зубошлифование и зубохонингование – операции финишной обработки в производстве шестерен, предназначенные для формирования окончательного вида поверхности изделий. При необходимости на зубчатых колесах нарезают шпоночные канавки или шлицы. Точная нарезка, шлифование и притирка конических зубьев колес, наиболее сложного и трудоемкого процесса, выполняется на специальном оборудовании с ЧПУ.

Для контроля соответствия параметров шестерен применяются специальные приборы: кромочные и оптические штангензубомеры. Из-за высоких требований к качеству изделий производство зубчатых колес может осуществляться с цементацией их рабочих поверхностей. Благодаря цементации достигается необходимая степень упрочнения изделий и регулируется степень их деформации.