Изготовление цилиндрических прямозубых колес любой сложности на заказ по чертежам Клиента

Справочная информация

Цилиндрическое прямозубое колесо — это деталь зубчатой передачи, у которой зубья расположены параллельно оси вращения. Оно служит для передачи крутящего момента между параллельными валами с постоянным передаточным числом. Прямозубое колесо — это крупный элемент передачи, тогда как шестерня — его меньшая пара, работающая с ним в зацеплении. Главное отличие между ними — не конструктивное, а функциональное: шестерня всегда имеет меньшее число зубьев и служит ведущим элементом, а колесо — ведомым.

Рис.1. Цилиндрическое прямозубое колесо

Заготовки для изготовления

В зависимости от назначения и размеров детали применяются различные типы заготовок: поковки свободной или штампованной ковки, стальные отливки, прокат круглого или фасонного сечения, а также цельнотянутые прутки. При серийном производстве используют предварительно обработанные поковки или прутки с припуском под мехобработку. Для высокоточных передач (например, редукторов и приводов) заготовка подвергается нормализации или улучшению для снятия остаточных напряжений.

Материалы изготовления

Наиболее часто применяются легированные конструкционные стали: 40Х, 40ХН, 20ХНМ, 18ХГТ, 12ХН3А, а также углеродистые стали 45 и 50. Для особо ответственных передач применяются цементуемые стали (20Х2Н4А, 18ХГТ) или азотируемые (38Х2МЮА). В условиях повышенного износа или ударных нагрузок используют закалённые и шлифованные зубья с твёрдостью до 58–62 HRC. В неответственных и тихоходных механизмах могут применяться чугуны и бронзы.

Характеристики при проектировании

При проектировании цилиндрических прямозубых колёс учитываются:

– модуль зуба (m) — определяет шаг и размеры зубьев, выбирается по стандартам ГОСТ 9563-60 и ГОСТ 13755-81;

– число зубьев (z) — влияет на передаточное число и плавность работы передачи;

– ширина венца (b) — определяет нагрузочную способность;

– коэффициент перекрытия — обеспечивает плавность зацепления и уменьшение шума;

– угол давления (α) — стандартно принимается 20° по ГОСТ 13755-81;

– допуски и посадки — определяются по ГОСТ 1643-81 и зависят от класса точности (обычно 6–8 для машиностроительных передач).

Также рассчитываются параметры прочности по изгибу и контактным напряжениям, учитываются условия смазки, скорость вращения и температурный режим.

Характеристики при выборе

При выборе колеса важно учитывать назначение механизма, требуемый момент, скорость вращения, условия смазки, материал сопряжённой шестерни и режим работы (постоянный, переменный, ударный). Для тихоходных механизмов выбирают крупный модуль и широкие зубья, для высокоскоростных — мелкий модуль и закалённую поверхность. Также оценивается совместимость материалов пары (например, сталь–бронза для снижения шума и трения).

Преимущества:

– простота конструкции и изготовления;

– высокая надёжность и долговечность;

– стабильность передаточного числа;

– возможность работы без скольжения при надлежащей смазке.

Недостатки:

– повышенный уровень шума при больших скоростях;

– неравномерность нагрузки вдоль зуба при перекосах валов;

– ограничение по передаче мощности при больших оборотах из-за динамических нагрузок.

Применение

Цилиндрические прямозубые колёса широко применяются в машиностроении, энергетике, транспорте, металлургии, станкостроении, сельскохозяйственной и горнодобывающей промышленности.

Примеры механизмов: редукторы, коробки передач, подъемные механизмы, лебёдки, транспортёры, приводы насосов и вентиляторов, металлорежущие станки, компрессоры.

Условия эксплуатации — от сухих и малонагруженных (ручные механизмы) до тяжёлых промышленных (в закрытых редукторах с масляной ванной). В высокоточных системах применяются шлифованные и закалённые колёса, в малонагруженных — необработанные после нарезки.