Отделка зубьев

Нарезание зубьев

Существует два метода нарезания зубьев – копирование и обкатка.

Метод копирования основан на прорезании впадин между зубьями дисковой модульной или пальцевой фрезами, форма режущих кромок которых соответствует форме впадин зуба колеса.

Метод обкатки основан на воспроизведении зацепления зубчатой пары. Одной из зубчатых деталей является обрабатываемая заготовка, а второй – режущий инструмент.

Зубья зубчатых колес 5…7-й степени точности после нарезания подвергаются отделке. Способы отделочной обработки: обкатка, шевингование, приработка, шлифование, хонингование, полирование, электрополирование и др.

4. «Материалы и термообработка зубчатых колес»

плакат

Практикой эксплуатации и специальными исследованиями установлено, что нагрузка, допускаемая по контактной прочности зубьев, определяется в основном твердостью материала.

Сталь в настоящее время – основной материал для изготовления зубчатых колес и в особенности для зубчатых колес высоконагруженных передач.

В зависимости от твердости стальные зубчатые колеса разделяют на две основные группы: твердостью ≤ 350 НВ – зубчатые колеса, нормализованные или улучшенные; твердостью > 350 НВ – с объемной закалкой, цементацией, азотированием.

При выборе материала для зубчатых колес кроме твердости необходимо учитывать их размеры. Так как прокаливаемость сталей различна, то, например, углеродистые конструкционные стали при больших размерах не могут быть закалены до высокой твердости.

Твердость материала ≤ 350 НВ позволяет производить чистовое нарезание зубьев после термообработки. При этом можно получать высокую точность без применения дорогих отделочных операций (шлифовки, притирки и т.п.). Колеса этой группы хорошо прирабатываются и не подвержены хрупкому разрушению при динамических нагрузках.

Применение высокотвердых материалов является большим резервом повышения нагрузочной способности зубчатых передач. Однако с высокой твердостью связаны некоторые дополнительные трудности:

1. Высокотвердые материалы плохо прирабатываются, поэтому они требуют повышенной точности изготовления, повышенной жесткости валов и опор, желательно фланкирование зубьев прямозубых колес.

2. Нарезание зубьев при высокой твердости затруднено, поэтому термообработку выполняют после нарезания. Для исправления формы зубьев требуются дополнительные операции: шлифовка, притирка, обкатка.

Объемная закалка – наиболее простой способ получения высокой твердости зубьев. При этом зуб становится твердым по всему объему. Недостатки: коробление зубьев и необходимость последующих отделочных операций, понижение изгибной прочности при ударных нагрузках (материал приобретает хрупкость); ограничение размеров заготовок, которые могут воспринимать объемную закалку.

Поверхностная закалка токами высокой частоты или пламенем ацетиленовой горелки обеспечивает 48…54 HRC (твердость 1 HRC ≈ 10 НВ) и применима для сравнительно крупных зубьев (m ≥ 5 мм). При малых модулях опасно прокаливание зуба насквозь, что делает зуб хрупким и сопровождается его короблением.

Цементация (насыщение углеродом поверхностного слоя с последующей закалкой) – длительный и дорогой процесс. Однако она обеспечивает очень высокую твердость (58…63 HRC). При закалке после цементации форма зуба искажается, поэтому требуются отделочные операции. Глубина цементации около 0,1…0,15 от толщины зуба, но не более 1,5…2 мм.

Нитроцементация – насыщение углеродом в газовой среде. При этом по сравнению с цементацией сокращаются длительность и стоимость процесса, упрочняется тонкий поверхностный слой (0,3…0,8 мм) до 60…63 HRC, коробление уменьшается, что позволяет избавиться от последующего шлифования.

Азотирование (насыщение поверхностного слоя азотом) обеспечивает не меньшую твердость, чем при цементации. Малая толщина твердого слоя (около 0,1…0,6 мм) делает зубья чувствительными к перегрузкам и непригодными для работы в условиях повышенного абразивного износа. Степень коробления при азотировании мала.

Чугун применяют главным образом для изготовления крупногабаритных, тихоходных колес и колес открытых зубчатых передач. Основной недостаток чугуна – пониженная прочность по напряжению изгиба. Однако чугун хорошо противостоит усталостному выкрашиванию и заеданию в условиях скудной смазки. В основном зубчатые колеса изготовляют из серого чугуна.

Из пластмасс для изготовления зубчатых колес находят применение главным образом текстолит (Е = 6000…8000 МПа) и лигнофоль (Е = 10000…12000 МПа), а также полиамиды типа капрона. Из пластмассы изготовляют обычно одно из зубчатых колес пары. Такие колеса обладают низкой нагрузочной способностью и используются в мало нагруженных передачах, требующих бесшумность работы.

Дата добавления: 2014-01-07