Производство зубчатых колес: руководство по процессу производства зубчатых колес

Производство зубчатых колес — это точный и ответственный процесс механического производства, который играет решающую роль в производительности и надежности систем механических трансмиссий.

Общие методы изготовления зубчатых колес включают в себя:

Обработка резки: такая как зубофрезерная обработка, зубодолбежная обработка, бритье и т. д.

• Зубофрезерование – это вырезание формы зуба путем относительного прокатывания между червячной фрезой и заготовкой шестерни, которое широко используется в массовом производстве цилиндрических зубчатых колес.
• Зубодолбежный станок подходит для обработки внутренних шестерен и нескольких шестерен.

Ковка: используется для изготовления больших шестерен или шестерен с высокими требованиями к прочности.

• Примеры включают производство крупных шестерен в тяжелом машиностроении.

Литье: Подходит для зубчатых колес сложной формы, больших партий и не особо высоких требований к точности.

В процессе производства зубчатых колес необходимо строго контролировать следующие аспекты::

1. Точность размеров: убедитесь, что модуль шестерни, количество зубьев, диаметр окружности вершины зуба, диаметр окружности корня и другие размеры соответствуют проектным требованиям.
2. Точность профиля: включая точность формы и направления профиля, чтобы обеспечить хорошую производительность передачи и работу с низким уровнем шума.
3. Качество поверхности: Гладкие поверхности помогают снизить износ и увеличить усталостную долговечность.

Качество изготовления зубчатых колес напрямую влияет на эффективность трансмиссии, стабильность и срок службы механической системы. Например, в автомобильных трансмиссиях высокоточные шестерни обеспечивают плавное переключение передач и снижение энергопотребления; В промышленных ретардерах высококачественные шестерни могут обеспечить длительную стабильную работу и снизить затраты на техническое обслуживание.

Процесс производства зубчатых колес в основном включает в себя следующее::

Зубофрезерная обработка

Это широко используемый метод обработки зубчатых колес. Червячная фреза на зубофрезерном станке вращается относительно заготовки шестерни в соответствии с определенным передаточным числом, и в процессе вращения фрезерная фреза постепенно вырезает форму зуба. Зубофрезерная обработка обладает высокой эффективностью и точностью производства, что подходит для массового производства зубчатых колес со средним модулем и требованиями к точности.

Преимущества:

• Высокая эффективность производства, подходит для крупномасштабного производства.
• Можно обрабатывать высокоточные шестерни.

Пример: Шестерни коробок передач в автомобильной промышленности часто имеют зубофрезерную обработку.

Зубоформование

Зубофрезер перемещается вверх и вниз, совершая возвратно-поступательные движения, и совершает круговые движения относительно заготовки зубчатого колеса, постепенно вырезая форму зуба. Зубодолбежный станок подходит для обработки внутренних, многоступенчатых и секторных шестерен.

Преимущества:

• Возможна обработка высокоточных шестерен.
• Для некоторых механизмов специальной формы эффект обработки лучше.

Пример: Процесс формования зубчатых колес используется в некоторых прецизионных зубчатых передачах в аэрокосмической области.

Обработка бритья

Зубочистная фреза входит в зацепление с шестерней без бокового люфта. За счет относительного скольжения между зубочистной фрезой и шестерней следы металла на поверхности зуба сбриваются, тем самым улучшая точность и качество поверхности шестерни.

Преимущества:

• Он может эффективно исправить форму зуба и ошибку направления зуба шестерни.
• Улучшите качество поверхности шестерни.

Пример: шестерни трансмиссии в высокоточных станках могут подвергаться строганию.

Хонингование зубчатых колес

Хонингование зубчатых колес похоже на бритье, в котором используется свободное зацепление хонинговального круга и зубчатого колеса, подлежащего механической обработке, для окончательной обработки зубчатого колеса, которое в основном используется для улучшения шероховатости поверхности зубчатого колеса.

Преимущества:

• Дальнейшее улучшение качества поверхности шестерен.

Шлифовальная обработка

Шлифовальный круг используется для шлифования поверхности зуба шестерни для получения профиля зуба высокой точности и высокого качества поверхности.

Преимущества:

• Можно достичь высокого уровня точности.

Пример: Шестерни прецизионных инструментов обычно требуют шлифовки.

Литье под давлением и литье под давлением

Для пластиковых шестерен или некоторых небольших металлических шестерен с низкими требованиями к точности можно использовать литье под давлением или литье под давлением.

Преимущества:

• Высокая эффективность производства и относительно низкая стоимость.

Пример: пластиковые шестерни в некоторых мелких бытовых приборах часто изготавливаются методом литья под давлением.

Различные процессы изготовления зубчатых колес имеют свои особенности и сферу применения. В реальном производстве необходимо выбрать соответствующий процесс в зависимости от использования зубчатых колес, требований к точности, размера партии и других факторов.

Распространенные типы передач следующие::

Цилиндрическая передача

1. Прямая цилиндрическая шестерня: линия зуба параллельна оси, направление передачи силы неизменно, плавность передачи общая, подходит для передачи с низкой скоростью и небольшой нагрузкой.

• Применение: Общая механическая передача, например, механизм передачи станков.

2. Винтовая цилиндрическая передача: линия зуба наклонена под определенным углом относительно оси, плавная передача, высокая несущая способность, подходит для высокоскоростной и тяжелой передачи.

• Применение: автомобильная трансмиссия, промышленный редуктор.

Коническая передача

1. Прямоконическая шестерня: используется для передачи между пересекающимися осями, эффективность передачи выше, но шум больше.

• Применение: Автомобильный дифференциал заднего моста.

2. Криволинейная коническая передача: плавная передача, низкий уровень шума, высокая несущая способность.

• Применение: Системы трансмиссии для тяжелой техники.

Червячный редуктор

• Особенности: большое передаточное число, компактная конструкция, но эффективность трансмиссии низкая, с самоблокировкой.
• Применение: подъемные машины, системы передачи лифтов.

Шестерня «елочка»

• Он состоит из левых и правых косых зубьев с симметричным вращением, высокой несущей способностью и плавной передачей.
• Область применения: двигательные установки крупных кораблей, тяжелая техника.

Планетарные передачи

• Несколько шестерен вращаются вокруг центрального солнечного колеса, что обеспечивает большое передаточное число и компактную конструкцию.
• Применение: Автоматическая коробка передач, планетарный редуктор.

Например, в промышленном производстве в системе передачи больших вентиляторов могут использоваться конические шестерни; В шпиндельной передаче станков с ЧПУ часто используются высокоточные цилиндрические шестерни.

Для изготовления шестерен используются различные материалы, наиболее распространенными являются следующие::

Сталь

• 45 сталь: Имеет хорошие комплексные механические свойства, цена относительно низкая, часто используется в общей передаче средне- и низкоскоростных передач с легкой нагрузкой.
• 40кр: Обладает хорошей прочностью и ударной вязкостью после отпуска, подходит для передач со средней скоростью и средней нагрузкой.
• 20Крмнти: После цементации и закалки твердость поверхности высокая, прочность сердечника хорошая, и его часто используют для важных передач, выдерживающих ударные нагрузки, таких как автомобильные трансмиссии.

Чугун

• серый чугун: такие как HT200, HT250 и т. д., с хорошим гашением вибрации и износостойкостью, часто используются на низкой скорости, при небольшой нагрузке, без воздействия открытой трансмиссии.
• Ковкий чугун: механические свойства лучше, чем у серого чугуна, можно использовать для более важных передач.

Неметаллические материалы

• Инженерные пластики: такие как нейлон, поликарбонат и т. д., с легким весом, низким уровнем шума, коррозионной стойкостью и другими преимуществами, часто используются при легкой нагрузке, требования к низкой скорости и точности не являются высокими, например, шестерня в приборе.

Цветные металлы

• Медный сплав: такие как оловянная бронза, алюминиевая бронза и т. д., обладают хорошей износостойкостью и антифрикционными свойствами, часто используются в тяжелых передачах с высокой скоростью скольжения.

Например, в системе передачи обычных станков некоторые второстепенные тихоходные шестерни могут быть выполнены из серого чугуна; В высокопроизводительных автомобильных двигателях шестерни обычно изготавливаются из высококачественной легированной стали.

Процесс изготовления и материалы зубчатых колес оказывают существенное влияние на их эксплуатационные характеристики, а именно::

Влияние производственного процесса:

1. Точность и точность профиля:

• Точные производственные процессы, такие как зубофрезерная обработка, шлифовка и т. д., могут обеспечить точность профиля шестерни и точность шага, что делает шестерню более стабильной в процессе передачи, снижая вибрацию и шум.
• Например, шестерня, изготовленная методом высокоточного шлифования, применяется в прецизионной системе передачи станков с ЧПУ, что обеспечивает точность обработки и качество поверхности.

2. Качество поверхности:

• Хороший производственный процесс позволяет получить гладкую поверхность зуба, снизить коэффициент трения, повысить эффективность зубчатой ​​передачи, уменьшить износ.
• Например, хонингованные или отполированные поверхности шестерен могут эффективно продлить срок их службы.

3. Прочность и твердость:

• Соответствующий процесс термообработки, такой как цементация, закалка и т. д., может повысить твердость поверхности и прочность сердечника шестерни, улучшить ее несущую способность и усталостную прочность.
• Например, шестерни автомобильной коробки передач обычно подвергаются цементации и закалке, чтобы выдерживать большие нагрузки и частые удары при переключении передач.

4. Остаточный стресс:

• Методы механической обработки и термическая обработка во время производства могут создавать остаточные напряжения внутри шестерни. Разумный контроль остаточного напряжения может улучшить усталостную долговечность зубчатых передач.

Материальное воздействие:

1. Прочность и твердость:

• Высокопрочные материалы, например легированная сталь, выдерживают большие нагрузки и подходят для передач с большими нагрузками и высокоскоростных приводов.
• Например, шестерни крупных горнодобывающих машин обычно изготавливаются из высокопрочной легированной стали.

2. Износостойкость:

• Материалы с хорошей износостойкостью, такие как науглероженная сталь, медные сплавы и т. д., могут снизить износ поверхности зубьев и сохранить точность передачи и производительность передачи.
• Как и в случае с шестернями в некотором оборудовании, которые часто запускаются и останавливаются, для обеспечения долгосрочной стабильной работы необходимы более износостойкие материалы.

3. Прочность:

• Прочность материала определяет устойчивость зубчатого колеса к разрушению при ударной нагрузке.
• Например, в случае сильных ударов выбор материалов с более высокой прочностью может предотвратить внезапный перелом шестерни.

4. Стоимость:

• Разница в цене между различными материалами велика, что повлияет на себестоимость изготовления шестерни и цену конечного продукта.

Таким образом, при выборе производственных процессов и материалов необходимо учитывать такие факторы, как условия использования механизма, условия нагрузки, требования к точности и стоимость, чтобы гарантировать, что механизм имеет хорошие характеристики и надежность.

Производство зубчатых колес — это сложный и сложный процесс, предназначенный для создания высококачественных зубчатых передач для различных нужд трансмиссий. Во-первых, это процесс проектирования и планирования в соответствии с конкретными требованиями системы передачи для определения параметров передачи и всестороннее рассмотрение использования условий для выбора материалов и процессов. Этап подготовки материала, обычно используемая сталь, чугун, медный сплав и т. д., посредством ковки, прокатки или литья для получения черновой обработки. Обработка формы зубчатых колес осуществляется путем фрезерования, формования зубчатых колес, бритья, шлифования и других процессов, причем разные процессы имеют разные сценарии применения. Термическая обработка повышает производительность шестерни, финишная обработка обеспечивает точность установки, контроль качества строго контролируется профессиональными инструментами и инструментами, а обработка поверхности улучшает коррозионную стойкость и внешний вид. Технология производства зубчатых передач продолжает развиваться, чтобы соответствовать более высоким стандартам производительности и надежности трансмиссии. Получить цитату