Особенности обработки червячных зубчатых колес. Методы обработки поверхностей зубчатых колес. Особенности обработки червяков.

Особенности обработки червячных зубчатых колес

Червячные передачи относятся к передачам с перекрещивающимися осями, обычно с углом 90°. Различают кинематические и силовые червячные передачи. Кинематические служат для достижения высокой точности поворота при передаче движения. Силовые — для передачи значительных крутящих моментов, а также применяются при больших передаточных отношениях.

В ГОСТ 3675—81 предусмотрено 12 степеней точности червячных зубчатых передач, однако нормы точности приведены только для передач степеней точности с 3-й по 9-ю, так как передачи других степеней точности в машиностроении практически не используют.

Нормы по кинематической точности, плавности работы, а также нормы, определяющие контакт зубьев в передаче, как и методика их назначения, мало отличаются от аналогичных норм для цилиндрических зубчатых колес, поэтому основные технические требования по точности их изготовления в данном разделе не приводятся.

Особенности обработки связаны с тем, что многие червячные колеса выполняют составными — биметаллическими. Зубчатый венец при этом выполняют из чугунов СЧ15, СЧ21 (при скоростях менее 2 м/с), из бронз БрОБЮ-1, БрОНФ (при скоростях более 5 м/с) и других цветных сплавов. Ступицу изготовляют из недорогих конструкционных сталей или чугунов. Венец и ступицу составных колес вначале обрабатывают раздельно, с окончательной обработкой поверхностей соединения и с оставлением припуска на остальные поверхности, а окончательную обработку выполняют в сборе. В остальном технологический маршрут обработки червячного зубчатого колеса сходен с технологическим маршрутом обработки цилиндрического колеса.(Токарная — черновая токарная обработка наружных поверхностей и отверстия; Термическая — отжиг; Протяжная — протягивание отверстия (шлицевого, шпоночного и т. п.); Токарная — получистовая токарная обработка наружных поверхностей; Токарная – чистовая токарная обработка наружных поверхностей; Зубофрезерная — черновое нарезание зубьев; Термическая — закалка; Шлифовальная — шлифование отверстия и базового торца; Шлифовальная - шлифование противобазового торца; Шлифовальная — шлифование зубьев)

Для обработки зубьев применяют фрезерование червячной фрезой с радиальной или тангенциальной подачей. Окончательную обработку выполняют червячным шевером.

Методы обработки поверхностей зубчатых колес

Для обработки поверхностей всех зубчатых колес наиболее часто применимы методы: обработка отверстий(Сверление; Рассверливание; Зенкерованне черновое; Зенкерованне однократное литого отверстия; Зенкерованне прошитого отверстия; Зенкерованне чистовое; Развертывание полу чистовое; Развертывание чистовое; Развертывание тонкое; Протягивание черновое литого или прошитого отверстия; Протягивание чистовое после чернового или после сверления; Растачивание черновое; Растачивание чистовое; Растачивание тонкое; Шлифование предварительное; Шлифование чистовое; Шлифование тонкое; Притирка, хонингование; Раскатывание, калибрование, алмазное выглаживание), обработка зубьев (Зубофрезерование модульной фрезой; Зубофрезерование червячной фрезой; Зубодолбление; Зубострогание; Зуботочение; Зубопротягивание; Зубошевингование; Хонингование зубьев; Шлифование зубьев; Обкатывание зубьев; Накатывание зубьев.)

В машиностроении применяют цилиндрические и глобоидные зубчатые червячные передачи, следовательно, форма винтовой поверхности в осевом сечении может представлять собой рейку с прямолинейным (цилиндрическая передача) или криволинейным (глобоидная передача) расположением зубьев (рис. 12.2). По форме винтовой поверхности червяки делятся на четыре вида: архимедов, эвольвентный, конвалютный и нелинейчатый, которые отличаются друг от друга формой винтовой поверхности в различных сечениях червяка. Кроме того, различают червяки-валы и червяки-втулки (насадные).

Набор поверхностей червяка аналогичен набору поверхностей ходового винта или ступенчатого вала, поэтому технические требования, предъявляемые к поверхностям этих деталей, также аналогичны.

Для изготовления червяков в качестве материала используют низкоуглеродистые легированные стали 15Х. 15ХА, 20Х, 20ХНВА, 20ХВ, а также качественные углеродистые и легированные стали 40, 45, 40Х, 40ХН. Глобоидные червяки изготовляют из сталей ЗЗХГН, 35ХМЛ. Червяки для быстроходных и высоконагруженных передач подвергают закалке до твердости 48...57 НКС. Для менее ответственных передач достаточно обеспечить твердость 270 НВ.

Для построения технологического маршрут обработки червяка можно использовать типовой технологический маршрут изготовления ступенчатого вала или ходового винта (Токарная — обработка торцовых поверхностей и центрование; черновое точение наружных поверхностей; Термическая — старение; Токарная срезка центровых отверстий и центрование; чистовая токарная обработка наружных поверхностей; Шпоночно-фрезерная фрезерование шпоночного паза; Шлифовальная — предварительное шлифование шеек; Токарная — предварительное нарезание резьбы; Термическая — старение; Токарная — исправление центровых отверстий; Шлифовальная — получистовое шлифование наружных поверхностей; Шлифовальная — получистовое шлифование поверхностей резьбы; Шлифовальная — чистовое шлифование наружных поверхностей; Шлифовальная — чистовое шлифование поверхностей резьбы; Токарная — доводка поверхностей опорных шеек).

В отличие от качества изделий качество отдельной детали квалифицируют по степени ее соответствия чертежу, техническим требованиям и условиям на ее приемку. При этом в самом общем случае используют следующие показатели качества: точность изготовления; рельеф поверхностей (микрогеометрию); физико-химическое и физико-механическое состояние материала; действительное состояние поверхностных слоев всех функциональных (в первую очередь) и прочих поверхностей.

Под точностью изготовления понимают степень приближения действительных (фактических) параметров детали к их теоретическим (расчетным) значениям. Точность изготовления детали по геометрическим параметрам оценивают величиной расхождения ее действительных размеров, форм и взаимного расположения поверхностей с их заданными значениями, указанными на рабочем чертеже и в технических требованиях или установленными эталоном (эталонной деталью). Отступление геометрических параметров реальных деталей от проектных (теоретически необходимых) значений называют погрешностями. Погрешности могут возникать на всех стадиях изготовления, хранения и эксплуатации деталей в результате структурных превращений материала, его старения, износа и других причин.

Достичь абсолютной точности при обработке не удается, поэтому в целях ограничения предельных значений погрешностей конструкторы устанавливают допуски размеров и отклонений форм и расположения поверхностей, соответствующие требуемым квалитетам и степеням точности.

Шероховатость поверхностей согласно ГОСТ 2789-73 характеризуется высотой профиля R_i (Ra, Rz, R_max), шагом неровностей S_i (рис. 5.1, в) и другими параметрами.

Волнистостью называют совокупность периодически повторяющихся неровностей поверхности, которые образуются главным образом из-за вибраций или относительных колебательных движений в технологической системе станок - приспособление - инструмент - заготовка. Волнистость измеряют в сечениях, перпендикулярных к поверхности.

Рельеф поверхностей часто оказывает решающее влияние на долговечность, износостойкость и несущую способность поверхностей деталей машин. В ответственных случаях наряду с нормированием шероховатости ограничивают допусками и волнистость поверхностей, а также указывают требуемые направления неровностей. В других случаях волнистость рассматривают как часть отклонения формы поверхностей, а рельеф поверхности в целом - как элемент геометрической точности детали.

Физико-химические свойства материала, например состав сплава, т.е. число и процентное содержание входящих в него компонентов и их взаимосвязь в кристаллической решетке, жидкотекучесть, красноломкость и др., определяются техническими требованиями, установленными государственными стандартами на соответствующую марку используемого материала.

Физико-механическое состояние материала (прочность, твердость, упругость или хрупкость и другие характеристики) во многом зависит от вида термической обработки, применяемого к данной марке материала, и определяется главным образом назначением и условиями работы детали. Например, корпуса редукторов, отлитые из серого чугуна или алюминия, термообработке, как правило, не подвергают; оси, валы, зубчатые колеса из конструкционных сталей 45 или 40Х обязательно подвергают термообработке, добиваясь нужного физико-механического состояния сплава (твердость 40...45 HRC и более и т.д.).

Особое значение для длительной и надежной работы детали в изделии имеет состояние ее поверхностей. Механические свойства поверхностного слоя любой детали чаще всего отличаются от свойств основного материала.

В результате выполнения различных заготовительных технологических процессов, таких как литье, горячая и холодная штамповка, ковка, волочение и др., на поверхностях заготовок могут оставаться следы формовочной земли, отбел, перлитная корка, окалина, обезуглероженные зоны и др. После механической обработки на поверхностях детали образуется слой измененной структуры с повышенной или пониженной твердостью, остаются растягивающие или сжимающие напряжения, возникают наклеп (уплотненный слой) и прижоги, существенно изменяющие свойства металла.

Возможные изменения свойств металла в поверхностных слоях по-разному сказываются на работоспособности детали: одни способствуют повышению долговечности и циклической прочности, увеличивают износостойкость; другие снижают предел усталости и несущую способность, приводят к увеличению потерь на трение и т.д.

Обоснование комплекса технических требований к состоянию функциональных и других поверхностей деталей при проектировании и строгое их выполнение при изготовлении позволяют существенно повысить показатели качества многих деталей.

Таким образом, для получения детали с заданными показателями качества нужно правильно выбрать материал, научиться управлять точностью обработки и формированием рельефа поверхности с необходимыми физико-механическими свойствами.

Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...

Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: