47335

Технология изготовления зубчатых колес

Лекция

Производство и промышленные технологии

Зубчатые передачи, используемые в различных механизмах и машинах, делят на цилиндрические, конические, червячные, смешанные и гиперболоидные (винтовые и гипоидные).

Русский

2014-12-19

218 KB

78 чел.

Тема №4. Технология изготовления зубчатых колес

1. Характеристика зубчатых колес

В современных машинах широко применяют зубчатые передачи. Различают силовые зубчатые передачи, предназначенные для передачи крутящего момента с изменением частоты вращения валов, и кинематические передачи, служащие для передачи вращательного движения между валами при относительно небольших крутящих моментах.

Зубчатые передачи, используемые в различных механизмах и машинах, делят на цилиндрические, конические, червячные, смешанные и гиперболоидные (винтовые и гипоидные).

Наибольшее распространение получили цилиндрические, конические и червячные передачи.

Цилиндрические зубчатые колеса изготовляют с прямыми и косыми зубьями, реже — с шевронными. Стандарт устанавливает 12 степеней точности цилиндрических зубчатых колес (в порядке убывания точности): 1,2,3,4,5,6,7, 8,9,10, 11, 12. Для 1, 2-й степеней допуски стандартом не предусматриваются. Для каждой степени точности предусматривают следующие нормы:

— кинематической точности колеса, определяющие полную погрешность угла поворота зубчатых колес за один оборот;

— плавности работы колес, определяющие составляющую полной погрешности угла поворота зубчатого колеса, многократно повторяющейся за оборот колеса;

— контакта зубьев, определяющие отклонение относительных размеров пятна контакта сопряженных зубьев в передаче.

Независимо от степени точности колес установлены нормы бокового зазора (виды сопряжений зубчатых колес). Существуют шесть видов сопряжений зубчатых колес в передаче, которые в порядке убывания гарантированного бокового зазора обозначаются буквами А, В, С, D, Е, Н, и восемь видов допуска (Tjn) на боковой зазор: х, у, z, a, b, с, d, h..

Обработка зубчатых колес разделяется на два этапа: обработку до нарезания зубьев и обработку зубчатого венца. Задачи первого этапа соответствуют в основном аналогичным задачам, решаемым при обработке деталей классов: диски (зубчатое колесо плоское без ступицы), втулки (со ступицей) или валы (вал-шестерня). Операции второго этапа обычно сочетают с отделочными операциями обработки корпуса колеса. На построение технологического процесса обработки зубчатых колес влияют следующие факторы: форма зубчатого колеса; форма и расположение зубчатого венца и количество венцов; степень точности колеса; методы контроля зубчатых колес; материал колеса; наличие и вид термообработки; габаритные размеры; объем выпуска.

Наибольшее влияние на протяженность технологического маршрута оказывает степень точности колеса. При изготовлении высокоточных колес (6,5 и выше степеней точности) механическая обработка должна чередоваться с операциями термической обработки для снятия внутренних напряжений, а количество отделочных операций технологических баз и зубчатого венца значительно возрастает.

2. Технологические задачи

Точность размеров. Самым точным элементом зубчатого колеса является отверстие, которое выполняется обычно по 7-му квалитету, если нет особых требований.

Точность формы. В большинстве случаев особых требований к точности формы поверхностей не предъявляется.

Точность взаимного расположения. Требования к точности взаимного расположения включают биение поверхности зубьев и торцев относительно отверстия, параллельность торцов.

Твердость рабочих поверхностей. В результате термической обработки поверхностная твердость зубьев цементируемых зубчатых колес должна быть в пределах НRСэ 45...60 при глубине слоя цементации 1...2 мм. При цианировании твердость НRСэ >42...53, глубина слоя должна быть в пределах 0,5...0,8 мм.

Твердость незакаливаемых поверхностей обычно находится в пределах НВ 180...270.

3. Материалы и заготовки зубчатых колес

В зависимости от служебного назначения зубчатые колеса изготовляют из углеродистых, легированных сталей, чугуна, пластических масс.

Легированные стали обеспечивают более глубокую прокаливаемость и меньшую деформацию по сравнению с углеродистыми.

Материал зубчатых колес должен обладать однородной структурой, обеспечивающей стабильность размеров после термической обработки, особенно по размеру отверстий и шагу колес. Нестабильность возникает после цементации и закалки, когда в заготовке сохраняется остаточный аустенит, она может также возникнуть в результате наклепа и при механической обработке.

Установлено, что наибольшее коробление дает цементация и меньшее — закалка, поэтому часто исправление коробления и повышение точности шевингованием производят не до цементации, а между цементацией и закалкой.

При изготовлении высокоточных колес рекомендуется чередовать механическую обработку с операциями термической стабилизации размеров для снятия внутренних напряжений.

Различают основные виды заготовок зубчатых колес при разных конструкциях и серийности выпуска: заготовка из проката; поковка, выполненная свободной ковкой на ковочном молоте; штампованная заготовка в подкладных штампах, выполненная на молотах или прессах; штампованная заготовка в закрытых штампах, выполненная на молотах, прессах и горизонтально-ковочных машинах.

Заготовки, получаемые свободной ковкой на молотах, по конфигурации не соответствуют форме готовой детали, но структура металла благодаря ковке улучшается по сравнению с заготовкой, отрезанной пилой от прутка.

Штамповка заготовок в закрытых штампах имеет ряд преимуществ: снижается расход металла из-за отсутствия облоя, форма заготовки ближе к готовой детали, снижается себестоимость, экономия металла составляет от 10 до 30 %. Однако отмечается повышенный расход штампов.

Штамповка на прессах имеет большое преимущество перед штамповкой на молотах: получается точная штампованная заготовка, припуски и напуски меньше на 30 %, по конфигурации заготовка ближе к готовой детали. На прессах можно штамповать с прошиванием отверстия.

Штамповкой на горизонтально-ковочных машинах изготовляют заготовки зубчатых колес с хвостовиком или с отверстием.

4. Основные схемы базирования

Выбор базовых поверхностей зависит от конструктивных форм зубчатых колес и технических требований. У колес со ступицей (одновенцовых и многовенцовых) с достаточной длиной центрального базового отверстия (l/D > 1) в качестве технологических баз используют двойную направляющую поверхность отверстия и опорную базу в осевом направлении — поверхность торца.

У одновенцовых колес типа дисков (1/D < 1) длина поверхности отверстия недостаточна для образования двойной направляющей базы. Поэтому после обработки отверстия и торца установочной базой для последующих операций служит торец, а поверхность отверстия — двойной опорной базой. У валов-шестерен в качестве технологических баз используют, как правило, поверхности центровых отверстий.

На первых операциях черновыми технологическими базами являются наружные необработанные «черные» поверхности. После обработки отверстия и торца их принимают в качестве технологической базы на большинстве операций. Колеса с нарезанием зубьев после упрочняющей термообработки при шлифовании отверстия и торца (исправление технологических баз) базируют по эвольвентой боковой поверхности зубьев для обеспечения наибольшей соосности начальной окружности и посадочного отверстия.

Для обеспечения наилучшей концентричности поверхностей вращения колеса применяют следующие варианты базирования. При обработке штампованных и литых заготовок на токарных станках за одну установку их закрепляют в кулачках патрона за черную поверхность ступицы или черную внутреннюю поверхность обода. При обработке за две установки заготовку сначала крепят за черную поверхность обода и обрабатывают отверстие, а при второй установке заготовки на оправку обрабатывают поверхность обода и другие поверхности колеса.

5. Пример типового маршрута изготовления зубчатого колеса

Степень точности 7-С, m=2, z=40.

00. Заготовительная. Штамповка на горизонтально-ковочной машине. Размеры заготовки Ø90x30 мм.

05. Термическая. Нормализация.

10. Токарно-винторезная. Станок токарный многорезцовый полуавтомат 1723 (рис. 1). Подрезать торцы 5и 4 начерно. Точить поверхность 1 до кулачка патрона. Расточить отверстие 6 на проход начерно. Точить поверхности 2 и 3 начерно. Точить фаски.

15. Токарно-винторезная. Станок токарный 16К20 с ЧПУ (рис. 2). Подрезать торец 1. Точить поверхность 4 на оставшейся части начерно. Точить поверхности 2 и 3. Расточить фаски.

20. Термическая. Нормализация.

25. Токарно-винторезная. Станок 16К20 с ЧПУ (рис. 3). Подрезать торец 2 под шлифование. Расточить отверстие 1 под шлифование. Расточить и точить фаски.

30. Токарно-винторезная. Станок токарный 16К20 (рис. 4). Подрезать торец 1 начисто. Подрезать торец 2 под шлифование. Расточить и точить фаски.

35. Зубофрезерная. Зубофрезерный полуавтомат модели 5306К (рис. 5). Фрезеровать 40 зубьев = 2) под шлифование.

40. Слесарная. Полуавтомат для снятия заусенцев 5525. Зачистить заусенцы на торцах зубьев.

45. Термическая. Установка ТВЧ. Закалка зубьев.

50. Круглошлифовальная. Станок торцекруглошлифовальный ЗТ153 (рис. 6). Шлифовать поверхности 1, 2 начисто.

55. Внутришлифовальная. Станок внутришлифовальный ЗА227 (рис. 7). Шлифовать поверхности 1 и 2 начисто.

60. Плоскошлифовальная. Станок плоскошлифовальный ЗБ740 (рис. 8). Шлифовать поверхность 1 начисто.

65. Долбежная. Станок долбежный 7А412 (рис. 9). Долбить шпоночный паз 1 (операция может выполняться после операции 50).

70. Зубошлифовальная. Зубошлифовальный полуавтомат 5В833 (рис. 10). Шлифовать начерно и начисто 40 зубьев (m = 2).

Рис. 1 Операционный эскиз операции 10

Рис. 2 Операционный эскиз операции 15

Рис. 3 Операционный эскиз операции 25

Рис. 4 Операционный эскиз операции 30

Рис. 5 Операционный эскиз операции 35

Рис. 6 Операционный эскиз операции 50

Рис. 7 Операционный эскиз операции 55

Рис. 8 Операционный эскиз операции 60

Рис. 9 Операционный эскиз операции 65

Рис. 10 Операционный эскиз операции 70


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

14274. Сказа́ние о неви́димом гра́де Ки́теже и деве Февро́нии 18.75 KB
  Сказа́ние о неви́димом гра́де Ки́теже и деве Февро́нии опера русского композитора Николая Андреевича РимскогоКорсакова. В опере четыре действия шесть картин. Основой сюжета стала легенда конца XVIII века о граде Китеже. РимскийКорсаков приступил к написанию музык
14275. Физика и музыка 371.5 KB
  Содержание Что называется высотой тона Что называется мажорной диатонической гаммой Что называется музыкальным интервалом Для чего служат черные клавиши на рояле и в органах Что называется равномерно темперированной гаммой Какова стандартная высота...
14276. Музыка в детских праздниках и представлениях 137.5 KB
  Реферат Музыка в детских праздниках и представлениях СОДЕРЖАНИЕ: ВВЕДЕНИЕ Роль праздников в развитии и воспитании детей. Значение и роль праздника. Построение праздника. Характеристика основных видов зрелищ для детей раннего возраста. М...
14277. Воздействие звука на человека 139.66 KB
  Воздействие звука на человека Что такое звук Звук представляет собой определенную вибрацию волну или энергию в пространстве. Вся Вселенная была создана Звуком. Согласно Библии: Вначале было Слово при помощи которого Бог творил нашу Вселенную. В индийской философи...
14279. Значение музыки в жизни человека 2.49 MB
  ВВЕДЕНИЕ В области музыки существует огромное поле для исследования а ее психическое влияние представляется очень малоизвестным современной науке. Нас учили что влияние музыки или звука и вибрации приходит к нам и затрагивает наши чувства снаружи; но остается еще
14280. Полонезы. Мазурки . Этюды 5.59 MB
  Полонезы. Мазурки. Этюды. План и содержание: Полонезы характеристика разбор полонезов: Adur №3 и esmoll №2. Мазурки характеристика разбор мазурок: Fdur №50 amoll № 49 fismoll №38 Cdur №15 amoll №13 Bdur №5. Этюды характерис
14281. Дорожные знаки 116.76 KB
  Дорожные знаки Хусаин Файзуллович Ахметов ─ крупнейший башкирский композитор. Его творчество сыграло важную роль в становлении башкирской профессиональной музыки выработке национального музыкального стиля. Среди произведений написанны...
14282. Святые земли русской. Александр Невский 739 KB
  Святые земли русской. Александр Невский ВВЕДЕНИЕ У каждого народа есть заветные имена которые никогда не забываются напротив чем дальше развивается историческая жизнь народа тем ярче светлее становится в памяти потомства нравственный облик тех деятелей...