Бибик В.Л.1 Изготовление деталей зубчатых передач

Бибик В.Л.2 Характеристика зубчатых колес Назначение – передача вращательного движения между валами с параллельными или пересекающими осями.

Бибик В.Л.3 Классификация зубчатых колес 1. Cиловые зубчатые передачи - предназначены для передачи крутящего момента с изменением частоты вращения валов. 2. Кинематические передачи - предназначены для передачи вращательного движения между валами при относительно небольших крутящих моментах.

Бибик В.Л.4 Классификация зубчатых колес 1. Цилиндрические. 2. Конические. 3. Червячные. 4. Смешанные 5. Гиперболоидные (винтовые и гипоидные). а - цилиндрическая; б- коническая; в -червячная; 1 - шестерня; 2 - зубчатое колесо; 3 - червяк; 4 - червячное колесо

Бибик В.Л.5 Классификация зубчатых колес по технологическому признаку: 1. Цилиндрические и конические без ступицы и со ступицей, с гладким или шлицевым отверстием; 2. Многосвинцовые блочные с гладким или шлицевым отверстием; 3. Цилиндрические, конические и червячные типа фланца; 4. Цилиндрические и конические с хвостовиком; 5. Валы-шестерни.

Бибик В.Л.6 Изготовление цилиндрических колес

Бибик В.Л.7 Классификация цилиндрических колес Цилиндрические зубчатые колеса С шевронными зубьями (реже) С косыми зубьями С прямыми зубьями

Бибик В.Л.8 Степени точности зубчатых колес По ГОСТ 1643 установлено 12 степеней точности 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 возрастание точности Допуск не установлен Допуск не установлен

Бибик В.Л.9 Для каждой степени точности предусматривают следующие нормы: кинематической точности колеса, определяют полную погрешность угла поворота зубчатых колес за один оборот; плавности работы колес, определяют составляющую полной погрешности угла поворота зубчатого колеса, многократно повторяющейся за оборот колеса; контакта зубьев, определяют отклонение относительных размеров пятна контакта сопряженных зубьев в передаче.

Бибик В.Л.10 Нормы бокового зазора (виды сопряжении зубчатых колес) Не зависят от степени точности колес. Виды сопряжения зубчатых колес в передаче: А, В, С, D, Е, Н уменьшение гарантированного бокового зазора виды допуска на боковой зазор: х, у, z, a, b, с, d, h. уменьшение допуска на боковой зазор

Бибик В.Л.11 Технические требования к зубчатых колесам

Бибик В.Л.12 Степень точности колес Требования к силовым передачам: износостойкость, плавность и бесшумность работы передач. Окружная скорость, м/с Степень точности Ra, мкм До 2,58/-(2,5 – 1,25)/- 2,5 – 67/8(1,25 – 0,63)/(2,5 – 1,25) 6,0 – 166/7(1,25 – 0,63)/(1,25 – 0,63) 16 – 405 – 6/6(0,63 – 0,32)/(1,25 – 0,63) В числителе данные для прямозубых колес, в знаменателе – для косозубых

Бибик В.Л.13 Степень точности колес Точность кинематических передач в зависимости от назначения: Назначение Степень точности Делительные механизмы (кроме гитар настроек, цепей деления, дифференциала) 5 Колеса, входящие в делительную цепь высокоточных станков, зубчатые колеса шпиндельных пар, сменные колеса, гитары, дифференциалы 6 Сменные колеса узлов настройки главного движения, коробок подач 7

Бибик В.Л.14 Точность размеров Самым точным элементом зубчатого колеса является отверстие, которое выполняется обычно по I T 7, если нет особых требований.

Бибик В.Л.15 Точность взаимного расположения Отклонение от параллельности торцов. Радиальное биение зубчатого венца, торцевое биение относительно базового отверстия.

Бибик В.Л.16 Материалы и заготовки зубчатых колес

Бибик В.Л.17 Материалы Стали закаливаемые (40Х), нитро цементируемые (20Х,12ХН3А); Чугуны; Цветные металлы (бронза, алюминий); Пластмассы.

Бибик В.Л.18 Заготовки Заготовка из проката; Поковка, выполненная свободной ковкой на ковочном молоте; Штампованная заготовка в подкладных штампах, выполненных на молотах или прессах; Штампованная заготовка в закрепленных штампах, выполненных на молотах, прессах и горизонтально-ковочных машинах.

Бибик В.Л.19 Схемы изготовления заготовок I – одновенцовых колес; а) поковка; б) – штамповка в подкладных штампах; в) - штамповка в закрепленном штампе; II – двухвенцовых колес; а) поковка; б) – штамповка на молоте в торец; в) –штамповка на молоте вдоль оси; г) - штамповка на горизонтально-ковочной машине. а)б) а)б)в) г)

Бибик В.Л.20 Заготовки зубчатых колес, штампуемых на горизонтально-ковочных машинах: а) коническое колесо; б) – цилиндрическое колесо; в) – двухвенцовое зубчатое колесо; г) – венец; д) – колесо со ступицей; е) колесо с фланцем; ж) - двухвенцовое зубчатое колесо.

Бибик В.Л.21 Основные схемы базирования

Бибик В.Л.22 Базирование Зубчатые колеса со ступицей – в большинстве операций (токарные, зубонарезные, зубошлифовальные) отверстие и торец, на первой операции наружная поверхность и торец. Плоские зубчатые колеса (свинцовые) - торец и отверстие, на первой операции торец и наружная поверхность.

Бибик В.Л.23 Базирование Валы-шестерни – центровые отверстия, на первой операции – наружная поверхность.

Бибик В.Л.24 Основные методы формообразования зубьев зубчатых колес Нарезание зубчатых колес методом копирования

Бибик В.Л Зубофрезерование Последовательное фрезерование впадин между зубьями фасонной модульной фрезой (концевой либо дисковой) при помощи делительной головки. Низкая производительность и точность (9-11 степень точности, Ra12,5…6,3). Фрезы изготовляются комплектами по 8…26 штук. Каждая фреза набора предназначена для определенного интервала числа зубьев, т.к. для разного числа зубьев колес размеры впадин между зубьями различны. Дисковой фрезой Концевой фрезой 1 – заготовка; 2, 3 – фрезы.

Бибик В.Л Зубофрезерование Обычно нарезают набором фрез несколько заготовок. Универсальные горизонтально-фрезерные станки и специальные станки полуавтоматы. Дисковыми модульными фрезами можно обработать косозубые цилиндрические колеса (поворачивая заготовку, на угол наклона зуба). Зубья с m 20 мм нарезают сначала начерно двухугловой фрезой, а потом окончательно модульной.

Бибик В.Л Зубопротягивание. Обработка впадин между двумя или несколькими зубьями производится последовательно протяжкой с профилем, соответствующим профилю зубьев нарезаемого колеса. После каждого двойного хода протяжки заготовка поворачивается на заданный угол посредством делительного стола.

Бибик В.Л Зубопротягивание. Небольшие зубчатые секторы обрабатывают за один проход. 7…8 степень точности. Ra 3,2…0,8 Вертикально- и горизонтально- протяжные с делительными столами; специальные протяжные станки.

Бибик В.Л.29 Нарезание зубчатых колес методом обкатки

Бибик В.Л Зубофрезерование червячными фрезами Основной способ обработки зубьев колес. Инструмент – червячная фреза. Зубофрезерные станки с вертикальной или горизонтальной осями вращения фрезы. При m 3 мм – за два рабочих хода (первый ход 0,6 высоты зуба). Степень точности – 10…8. При втором (чистовом) рабочем ходе и шлифованной фрезе – 7 степень точности. Высокопроизводительный метод.

Бибик В.Л Зубофрезерование червячными фрезами Фрезу на станке устанавливают под углом φ=ω ω - подъем винтовой линии витков фрезы. Для косозубых φ=ω±β β – угол наклона зуба колеса Для повышения точности, чистоты и стойкости – фрезу перемещают вдоль оси фрезы на 0,2 мкм/об фрезы. n фр nзnз φ S пр

Бибик В.Л Зубофрезерование червячными фрезами

Бибик В.Л Зубофрезерование червячными фрезами

Бибик В.Л Зубодолбление Инструмент - долбяк, (зубчатое колесо с эвольвентным профилем зубьев). В процессе нарезания долбяк (1) и нарезаемое зубчатое колесо (2) находятся в зацеплении. Зубодолбежные станки. Степень точности – 8…7 Ra3,2…0,8 nдnд nзnз 1 2

Бибик В.Л Зубодолбление При m=1...2 мм -один рабочий ход; При 2<m< 4 - за два рабочих хода; При m>4 мм - за три рабочих хода. Единственный метод для нарезания колес с внутренним зацеплением (при средних и малых диаметрах), а также при обработке зубчатых венцов в блочных шестернях. nзnз nдnд

Бибик В.Л.36 Сравнение зубодолбления и зубофрезерования Для тонких колес долбление производительнее перед фрезерованием. Если m > 5 мм фрезерование производительнее. Если m < 2,5 мм зубодолбление производительнее.

Бибик В.Л Зубострогание Два резца. Зубострогальные станки. Единичное и серийное производство. Режущие кромки строгальных резцов образуют зуб производящего колеса, по которому обкатывается нарезаемая заготовка. a - эскиз станка; б - эскиз обкатной люльки; 1 - станина; 2 - люлька; 3 - изделие; 4 - плита; 5 - направляющие станины; 6 - круговые направляющие стола; 7 стол; 8 ползун; 9 резец а) б)

Бибик В.Л Зубострогание Колеса с m > 3,5 мм нарезают за несколько рабочих ходов. Для колес с m > 5 мм зубья предварительно фрезеруют, окончательно строгают (сокращается t шт в 1,5-2,5 раза). Степень точности - 7…6. Ra 3,2…0,8. Возможна обработка конических колес (станок 5А250) Начало резания Конец резания 1, 2 – резцы, 3 – обрабатываемое колесо; 4 – воображаемое производящее колесо.

Бибик В.Л.39 Накатывание зубчатых колес

Бибик В.Л.40 Накатывание зубчатых колес Производительность выше в раз. Увеличивается износостойкость и прочность зубьев. Значительно уменьшаются отходы металла. Степень точности 9…8; Ra2,0…0,8.

Бибик В.Л.41 Накатывание зубчатых колес Накатывание Горячее m>2 мм Холодное m <1,5…2 мм

Бибик В.Л.42 Горячее накатывание зубчатых колес 1. Нагрев до ° С за с до накатывания. 2. Установка на оправку специального станка. 3. Накатывание вращающимися накатниками. Штучное время - 30 с … 2 мин в зависимости от модуля (соответственно 2…5 мм). 1 - накатники; 2 - реборды; 3 - заготовка; 4 - переходная втулка; 5 - оправка S S 1

Бибик В.Л.43 Зубозакругление

Бибик В.Л.44 Зубозакругление Для облегчения хода в зацепления передвижных блоков, для удаления заусенцев, притупление острых кромок. Зубозакругляющие станки. Пальцевая фасонная фреза.

Бибик В.Л.45 Зубозакругление При обработке зубчатое колесо непрерывно вращается, совершая возвратно- поступательное движение вдоль оси от копира.

Бибик В.Л.46 Методы отделочной обработки зубьев зубчатых колес

Бибик В.Л Шевингование Шевингование чистовая обработка зубьев незакаленных цилиндрических зубчатых колес ( HRС э 40). Инструмент – шевер.

Бибик В.Л Шевингование При шевинговании срезаются тонкие волосовидные стружки толщиной 0,05...0,01 мм острыми кромками канавок шевера во время движения обкатки обрабатываемого колеса и инструмента и возникающего при этом относительного скольжения профилей зацепляющихся зубьев. Степень точности 7…6. Ra1,25…0,63.

Бибик В.Л Шевингование Шевинговальные станки с горизонтальной или вертикальной осью (для обработки колес большого диаметра). Шевингуют зубчатые колеса как наружного, так и внутреннего зацепления. Шевер

Бибик В.Л.50 Схемы шевингования Шевер Колесо Параллельное (в конце каждого двойного хода колесо перемещается к шеверу) Угол наклона шевера 10-15º Диагональное (в конце каждого двойного хода колесо перемещается к шеверу) Производительность выше за счет Сокращения длины хода стола Угол диагонали 35-40º

Бибик В.Л Шлифование Наиболее надежный метод отделочной обработки, обеспечивающий высокую точность, как правило, закаленных зубчатых колес. Шлифование зубьев производят на зубошлифовальных станках (методом копирования и методом обкатки). Степень точности 6…5. Ra1,25…0,5.

Бибик В.Л Шлифование А. Методом копирования, профилированными кругами. Они предназначены для шлифования прямозубых колес. Ось заготовки в этих станках расположена горизонтально. а) профилирование зубьев; б) правка шлифовального круга алмазом. б) а)

Бибик В.Л Шлифование Б. Обкаткой дисковыми кругами с прямолинейными боковыми сторонами профиля рейки. Крайние круги для предварительной обработки. Средний – для чистовой. Обычно работает средний круг (трудно затачивать три круга). Производительность в 3…5 раз меньше способа А. с – припуск на чистовое шлифование

Бибик В.Л Шлифование В. Обкатка зуба червячным кругом (аналогично зубофрезерованию) Производительность выше в 4-5 раз предыдущих способов. m6 мм. При m1 зуб шлифуют из целой заготовки без предварительного нарезания.

Бибик В.Л.55 Затраты на шлифование 1 зуба при m=2…3 мм Метод Время, с А. Копирование 30…40 Б. Обкатка с единичным делением 70…90 В. Непрерывная обкатка червячным кругом 16

Бибик В.Л Хонингование Хонингование применяют для чистовой отделки зубьев (m=1,5…6 мм), как правило, закаленных цилиндрических колес внешнего и внутреннего зацеплений. Зубохонинговальные станки. Инструмент - абразивный зубчатый хон. Припуск 0,02…0,05 мм. Степень точности – 6…5. Ra0,5…0,1 Хонингование позволяет уменьшить параметры шероховатости и тем самым повысить долговечность зубчатой передачи. EMAG KOEPFER VSC 400 PH

Бибик В.Л Хонингование Зубчатые хоны - прямозубые или косозубые колеса, состоящие из стальной ступицы и абразивного венца того же модуля, что и обрабатываемое колесо. Частота вращения хона мин -1. Скорость подачи стола (возвратно- поступательное) мм/мин. Сила прижима детали к хону 150…450 Н. t о = 0,5...1,0 мин. 1- хон с внешним зацеплением; 3 - хон с внутренним зацеплением; 2, 4 – зубчатые колеса; γ = 10-15°

Бибик В.Л Холодное прикатывание Холодное прикатывание - окончательная обработка профиля зубьев без снятия стружки путем пластического деформирования металла в холодном состоянии в зацеплении с эталонным колесом. Применяется при чистовой обработке зубьев с m4 мм и Ø до 150 мм.

Бибик В.Л Холодное прикатывание Прикатывание осуществляют на специальных стендах или в составе изделия до появления пятна контакта заданных размеров. Производительность в 4-5 раз выше, чем у шевингования. Степень точности 7…5. Ra1,0…0,32. Снижает уровень шума на 2…3 ДБ.

Бибик В.Л.60 Типовой маршрут изготовления зубчатых колес

Бибик В.Л.61 Технологический процесс Степень точности 7. m=2,5…5,0 мм. Диаметр 80…220 мм. Штамповка. Размеры заготовки Ø90 х 30 мм. Сталь 18ХГТ

Бибик В.Л.62 Технологический процесс 1. Термическая - нормализация, отпуск. 2. Токарная предварительная получистовая и чистовая обработка с одной стороны по наружному диаметру, торцам, отверстию. Револьверный станок или патронный станок полуавтомат с ЧПУ.

Бибик В.Л.63 Технологический процесс 3. Токарная обработка с другой стороны, отверстия под протяжку (IT7), торцы и наружный диаметр с припуском под чистовую обработку. Станок тот же. А Б В

Бибик В.Л.64 Технологический процесс 4. Протягивание шлицевого отверстия Вертикально- протяжной станок. 5. Зачистка заусенцев на торце отверстия.

Бибик В.Л.65 Технологический процесс 6. Чистовая обработка базового торца А и наружной поверхности венца; обработка второго торца Б. Оправка, базирование по малому диаметру шлицев. Токарный станок с ЧПУ. 7. Нарезание зубьев черновое. Базирование – базовый торец и отверстие (на оправке). Зубофрезерный станок.

Бибик В.Л.66 Технологический процесс 8. Нарезание зубьев чистовое. Базирование, оборудование – то же. 9. Зубозакругление. Базирование по малому диаметру шлицев. Зубозакругляющий станок. 10. Шевингование зубьев на оправке. Базирование по малому диаметру шлицев (одна оправка для двух операций 10 и 11). Шевинговальный станок.

Бибик В.Л.67 Технологический процесс 11. Шлифование по наружному диаметру и торцу А. Круглоторцешлифовальный станок. 12. Мойка. 13. Контроль. 14. Термообработка - цементация, закалка, отпуск

Бибик В.Л.68 Технологический процесс 15. Шлифование отверстия и базового торца. База – наружный диаметр зубчатого венца, прошлифованного на одной оправке, использующейся при шевинговании зубьев на операциях 10 и 11 Внутришлифовальный станок с двумя кругами.

Бибик В.Л.69 Технологический процесс 16. Шлифование торца ступицы. Базирование по торцу заготовки Плоскошлифовальный станок. 17. Шлифование зубьев однократное. Базирование на оправку по малому диаметру шлицев. Зубошлифовальный станок. При малом короблении зуба после ТО зубошлифование заменяется зубохонингованием (зубохонинговальный станок). 18. Мойка. 19. Контроль.