Видеокурс по SIMATIC STEP 7


Основные технические требования, предъявляемые к зубчатым колесам

Основные технические требования, предъявляемые к зубчатым колесам
Зубчатые колеса относятся к числу наиболее распространенных деталей современных машин. Они входят в конструкции двигателей внутреннего сгорания автомобилей, тракторов, сельхозмашин, самолетов, турбин, станков и во многие другие машины и изделия.

В современных машинах преимущественное распространение получили зубчатые колеса с эвольвентным зацеплением.

В зависимости от условий выполняемой работы и назначения к зубчатым передачам предъявляются следующие требования:
а) высокая износостойкость рабочих поверхностей зубьев, достигаемая за счет применения высококачественных легированных сталей, термической и химико-термической обработки, механического упрочнения ППД, отделки поверхности;
б) бесшумность и плавность работы, точность передачи движений, достигаемые точностью изготовления профиля зубьев, их отделкой и устранением эксцентричности зубчатых венцов;
в) достаточный коэффициент полезного действия;
г) высокая усталостная прочность зубьев, достигаемая их тщательной обработкой, термическим, механическим, термомеханическим упрочнением, отделкой.

Перечисленные требования объясняются высокими окружными скоростями, контактными давлениями, изгибающими циклическими нагрузками.

В процессе работы зубья подвергаются действию изгибных нагрузок, вызывающих излом ножки зуба; поверхность зубьев подвергается действию относительно больших контактных давлений и истиранию, приводящих к выкрашиванию (питтинг) и износу.

Для улучшения эксплуатационных свойств рабочие поверхности зубьев в большинстве случаев должны иметь высокую поверхностную твердость (HRC 58-62) и шероховатость поверхности (Ra = 2,5- 1,25 мкм) при относительно вязкой и пластичной сердцевине, обеспечивающей повышенную прочность при циклических и ударных нагрузках.
В ряде случаев зубчатые колеса работают в менее жестких и тяжелых условиях, вследствие чего требования к их изготовлению также ниже.

Точность зубчатых передач характеризуют следующие показатели:
1. Кинематическая точность передачи вращения от данного колеса к сопряженному. Нарушение кинематической точности проявляется в несогласованности поворотов колес передачи за каждый оборот.
2. Плавность работы передачи. Нарушение ее вызывает многократно повторяющиеся колебания скорости вращения, сопровождаемые вибрацией и шумом.
3. Пятно контакта боковых поверхностей зубьев. Его уменьшение приводит к увеличению концентрации нагрузки на малых участках поверхности зубьев.
4. Боковой зазор между нерабочими профилями зубьев.
5. Шероховатость рабочих (боковых) поверхностей зубьев.

По ГОСТ 1643-81, механически обрабатываемые колеса и передачи по точности изготовления разделяются на 12 степеней точности: 1-я, 2-я, 3-я, ..., 12-я (в порядке понижения точности). Каждая степень объединяет колеса и передачи, которым присущи аналогичные методы формирования элементов зубчатого зацепления, т. е. одинаковая степень совершенства технологии изготовления. Наиболее широко применяемыми являются 6-я, 7-я, 8-я, 9-я степени точности.

Шероховатость рабочих поверхностей в зависимости от предъявляемых требований может быть от Ra=2,5-1,25 мкм.

Разнообразные условия работы зубчатых колес объясняют различие технологических требований и соответственно различие методов обработки зубьев.

Следует отметить, что повышение эксплуатационных свойств зубчатых зацеплений осуществляют не только технологическими методами обработки, но и конструктивными мероприятиями: применение зубчатых колес с винтовым зубом.

При выборе процессов зубообразования должны быть учтены требования точности, высокой производительности и экономии металлов.

Способы образования зубьев зубчатых колес занимают определенное место в общей классификации методов обработки. Часто методы обработки классифицируют по видам затраченной энергии.

При зубообразовании наиболее часто используется механическая энергия. Сюда относятся все виды зуборезных операций лезвийным инструментом (зубофрезерование, зубодолбление, зуботочение, протягивание), отделочные операции (шевингование, шлифование, обкатывание зубьев и др.), холодное накатывание зубьев.

При горячем накатывании и штамповке зубьев используется комбинированный метод воздействия тепловой и механической энергии.

Ряд зубчатых колес проходит операцию по повышению твердости зубчатого, венца с использованием термической энергии (закалка, улучшение и др.).

В некоторых случаях применяется цементация с последующей закалкой и азотирование. Здесь применяется комбинированный метод использования термической и химической энергий.

Понятие процесса формообразования

Процесс формообразования обеспечивает получение у обрабатываемой заготовки некоторой поверхности с определенными...

Микротвердость, глубину и степень наклепа определяют по методу Хрущева-Берковича по ГОСТ 9450-76 путем...

Усталостная прочность деталей машин зависит от шероховатости поверхности, направления и формы следов обработки, глубины...