ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ПРОКАТНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
ОБРАБОТКА ДЕТАЛЕЙ КЛАССА «ЗУБЧАТЫЕ ДЕТАЛИ»
Зубчатые детали характеризуются тем, что на наружной или внутренней поверхностях их имеются зубья специального профиля. Подобные детали получили большое распространение в современном машиностроении. В большинстве случаев их применяют для передачи крутящего момента. В редукторах зубчатые детали позволяют изменять числа оборотов от двигателя к машине-орудию, в шестеренных клетях обеспечивают передачу крутящего момента с постоянным числом оборотов. В ряде случаев с помощью зубчатых деталей вращательное движение преобразуется в поступательное. Зубчатые детали можно разделить на следующие виды:
1. Цилиндрические: прямозубые, косозубые, шевронные.
2. Конические: прямозубые, косозубые, со спиральными зубьями.
3. Червячные: цилиндрические и глобоидные.
4. Плоские: прямозубые и косозубые рейки.
Наиболее распространенным профилем зубьев является эволь - вентный с углом зацепления 20°. В последнее время стал применяться профиль, выполненный по дугам специальных окружностей, что дает ряд эксплуатационных преимуществ (профиль Новикова). Требуемая точность изготовления назначается конструктором исходя из условий работы колес.
Для обеспечения плавного входа зубьев в зацепление в отдельных случаях производят фланкирование их, которое заключается в небольшом уменьшении толщины зуба на вершине.
Острые торцовые кромки зубьев часто скругляют или запиливают, что устраняет возможность соскабливания или задира профиля сопрягаемого колеса, особоенно если шестерни работают при осевом перемещении для включения в работу с парой.
При эвольвентном построении профиля зубьев сопрягаемых цилиндрических колес на обоих колесах зубья имеют выпуклую форму. Давление от ведущего колеса на ведомое передается посредством касания зубьев: теоретически — по линии вдоль зуба, а практически — через некоторую площадку небольшой ширины. Это вызывает большие концентрации напряжений в зубе.
Для повышения износоустойчивости зубьев, сохранения их точности и сопротивляемости изгибу в ряде случаев применяют поверхностную закалку током высокой частоты или пламенем газовой (ацетиленовой) горелки с охлаждением водой и последующим отпуском. Первый способ более производителен, дает лучшие результаты, но требует специального оборудования и аппаратуры. Второй способ в этом отношении более простой и универсальный, вследствие чего он находит широкое применение на заводах.
В зависимости от назначения, условий работы и габаритных размеров зубчатые детали выполняются цельные, сборные из одного материала и сборные из различных материалов. Последняя конструкция вызвана необходимостью рационального и экономического расходования более дорогих или дефицитных материалов.
Основные группы класса «зубчатые детали» следующие: цилиндрические, конические, червячные шестерни, валы — шестерни, звездочки.
При обработке зубчатых деталей необходимо:
1. Обеспечить концентричность начальной окружности и осевого отверстия, размеры и концентричность окружности выступов.
2. Выдержать шаг зубьев, их толщину и ширину впадины по начальной окружности.
3. Выдержать профиль зубьев и соотношение размеров их элементов по высоте.
4. Обеспечить правильное расположение зубьев на поверхности детали.
5. Подрезать торцы зубчатого колеса перпендикулярно его оси.
6. Выдержать точность размера центрального отверстия для посадки на вал обычно не ниже 3-го класса, чистоту поверхности 6— 7-го классов.
7. Выдержить чистоту поверхности профиля зубьев 5—б классов. Зубчатые пары в прокатном машиностроении обычно изготовляют по 3—4-м классам точности.
Для быстроходных передач в редукторах их выполняют даже и по 2-м|у классу (первые пары).
В зависимости от размеров, конфигурации и установленного конструктором материала цельные зубчатые детали изготовляют из проката, из поковок или литыми из углеродистых и легированных конструкционных сталей.
Из углеродистых сталей наиболее часто применяют сталь марки 40, 45, 50, 50Г, Ст. 5 и Ст. 6. Легированные стали применяют марок 40ХН, 40Х, 40ХМ, 40ГЛ.
У сборных зубчатых деталей бандажи изготовляют из легированных сталей или из бронзы (у червячных колес), а ступицу или центр колеса выполняют из чугуна или в отдельных случаях из углеродистой стали.
Поковки и отливки подвергают термической обработке в соответствии с техническими условиями.
Заготовки должны быть без трещин, раковин, посторонних включений и других дефектов, снижающих прочность и товарный вид деталей.
Размеры дефектов, допускаемых к исправлению путем сварки или наплавки, методы проведения их и режим повторной термообработки устанавливают обычно дополнительными техническими условиями.
Исходя из условий стойкости металлического режущего инструмента заготовки, которые нарезают после термической обработки, должны иметь поверхностную твердость НВ<240—270.
В общем случае процесс изготовления зубчатых деталей состоит из следующих этапов:
1. Изготовление заготовки.
2. Предварительная (черновая) обработка.
3. Термическая обработка — нормализация и отпуск (в случае необходимости).
4. Чистовая обработка под нарезку зубьев.
5. Обработка зубьев.
6. Доводка зубьев в процессе сборки.
7. Поверхностная закалка зубьев с отпусшм (в случае необходимости). - ;
8. Окончательная обработка всех остальных поверхностей.
Специфическими операциями при изготовлении зубчатых деталей являются операции, связанные с обработкой зубьев. Вся остальная обработка в основном аналогична либо обработке дета-' ■ лей класса «валы» (обработка вала-шестерни), либо обработке деталей класса «диски» (зубчатые колеса).
