Изготовление зубчатых венцов с наружным зацеплением зубьев любой сложности на заказ по чертежам Клиента

Справочная информация

Зубчатые венцы с наружным зацеплением зубьев — это кольцевые элементы, на наружной цилиндрической поверхности которых нарезаны зубья, предназначенные для передачи вращательного движения между сопряжёнными деталями. Чаще всего такие венцы устанавливаются на ободах барабанов, маховиков, шестерённых соединений или корпусов крупногабаритных механизмов, где требуется передача высоких крутящих моментов при сравнительно низких скоростях вращения.

Рис.1. Зубчатый венец

Заготовки для изготовления.

Основой служат кованые или литые заготовки в виде колец, реже — сварные конструкции из сегментов, если изделие имеет большие габариты. Для обеспечения однородности структуры и минимизации остаточных напряжений предпочтение отдают свободнокованым заготовкам, прошедшим термообработку и нормализацию. При серийном производстве мелких венцов применяют поковки или прокатные кольца, при единичном и крупногабаритном производстве — стальные отливки с последующей мехобработкой зубчатого профиля.

Материал изготовления.

Выбор материала определяется условиями эксплуатации, требуемой прочностью и износостойкостью. Наиболее часто используют:

– углеродистые конструкционные стали (35, 40, 45);

– легированные стали (40Х, 20ХН3А, 18ХГТ, 40ХН2МА, 12ХН3А) с последующим цементированием и закалкой;

– для тяжёлых условий — средне- и высоколегированные стали (38Х2МЮА, 20Х3МВФ, 25ХГНМ, 12Х18Н10Т);

– в машиностроении с малым износом — серый или ковкий чугун (СЧ20–СЧ30, ВЧ40).

Характеристики при проектировании зубчатого венца:

– модуль зацепления (m), определяющий размер зуба;

– число зубьев (z) и делительный диаметр, влияющие на плавность работы и передаточное отношение;

– ширина венца (b), от которой зависит нагрузочная способность;

– твёрдость рабочей поверхности, устанавливаемая по ГОСТ 21354-87 или ГОСТ 1643-81 в зависимости от материала и термообработки;

– допуски и биение зубчатого венца, определяемые по ГОСТ 1643 и ГОСТ 1645;

– коэффициент перекрытия и форма зуба, обеспечивающие равномерное распределение нагрузки и снижение вибраций.

Особое внимание уделяется соосности венца с посадочным отверстием и точности профиля — даже незначительное отклонение вызывает повышенный износ сопряжённой шестерни.

Характеристики при выборе.

– передаваемого крутящего момента и частоты вращения;

– условий смазки (открытая передача или в масляной ванне);

– требований к долговечности и уровню шума;

– возможности восстановления или замены венца в сборке (например, при креплении болтами к барабану).

Для тяжёлых передач с ударными нагрузками выбирают закалённые легированные стали с твёрдостью 45–55 HRC, для тихоходных механизмов — нормализованную конструкционную сталь 40 или 45.

Преимущества:

– высокая прочность и способность передавать значительные крутящие моменты;

– возможность изготовления крупных диаметров (до нескольких метров);

– ремонтопригодность при разъёмном креплении;

– надёжная работа при переменных нагрузках.

Недостатки:

– повышенные требования к точности центровки и монтажу;

– необходимость регулярной смазки и защиты от загрязнений;

– трудоёмкость обработки крупногабаритных венцов;

– шумность открытых передач при высоких скоростях вращения.

Назначение и применение.

Зубчатые венцы с наружным зацеплением широко применяются в тяжёлых механизмах и транспортных установках:

– в горнодобывающей промышленности — приводы мельниц, дробилок, барабанов и конвейеров;

– в металлургии — вращающие механизмы печей, редукторы прокатных станов, манипуляторы;

– в энергетике — зубчатые муфты и приводы вращения турбинных элементов;

– в машиностроении — редукторы кранов, подъемных устройств, смесителей, вращающихся барабанов;

– в сельхоз- и транспортном оборудовании — механизмы комбайнов, катков, тяговых лебёдок.

Рабочие условия могут включать постоянные ударные нагрузки, повышенные температуры, запылённость и влажность — поэтому при проектировании важно предусматривать надёжную смазку, закалку зубьев и защиту от коррозии.