Зубчатые колеса служат важнейшими деталями в механизмах зубчатых передач. Их главная функция – передача вращательного движения между двумя соседними валами. В настоящее время к производству и эксплуатации зубчатых колес предъявляются особые требования – изготовление и применение изделий должны отличаться эффективностью и быть экономически выгодными.
Особенности зубчатых колес и передач
К зубчатым колесам (а также редукторам и зубчатым передачам на их основе) предъявляются существенные требования. Применение зубчатых колес должно способствовать:
- сокращению затрат;
- уменьшению степени шумообразования;
- снижению веса и уменьшению размеров деталей без потери эффективности;
- повышению надежности конструкций;
- увеличению передаваемого крутящего момента и мощности;
- улучшению динамических параметров;
- повышению КПД;
- продлению срока службы изделия;
- увеличению ремонтопригодности.
На основе этих требований и формируются важнейшие критерии зубчатых колес:
- точность изделий – обеспечение кинематической точности и плавности хода;
- долговечность;
- надежность;
- возможность принимать и передавать большие крутящие моменты;
- доступная стоимость;
- возможность реализации дополнительных функций.
Часть данных параметров может реализовываться за счет модернизации конструкции зубчатых колес, другая часть – благодаря применению эффективных методов изготовления деталей. При этом технология производства всегда должна способствовать получению необходимых характеристик с заданной конструкторской точностью.
Тенденции металлообработки
За последние десятилетия производство зубчатых колес претерпело существенные изменения. В результате модернизации процессов достигнута возможность значительно повышать производительность обработки зубьев, создавать изделия, отвечающие широкому спектру требований. Улучшение технологий изготовления позволяет:
- обеспечивать стабильно высокое качество выпускаемой продукции;
- повышать производительность;
- минимизировать затраты на производство зубчатых колес.
Методы обработки колес
Основными способами обработки зубчатых колес служат:
- метод профильной фрезеровки (копирование с единичным делением) – с применением дисковых модульных фрез, имеющих форму впадины зуба;
- метод обкатного фрезерования (обкат) – с задействованием червячных инструментов, круглых долбяков, зубострогальных резцов. Этот способ изготовления является наиболее точным и производительным.
Отечественные металлообрабатывающие предприятия для изготовления зубчатых колес применяют классические конструкции фрезерных инструментов: цельные, напайные и сборные быстрорежущие фрезы, напайные и сборные твердосплавные фрезы. В это же время современные технологии металлообработки нередко требуют применения фрезерных инструментов со сменными многогранными пластинами из твердого сплава. Такие фрезы экономически эффективны за счет нескольких факторов:
- исключение затрат на переточку инструмента;
- простота конструкции;
- дешевизна изготовления;
- наличие износостойкого покрытия.
