1. Конструкція та функція зубчатого колеса

Шестерні можна розділити на дві категорії: зубчасте кільце та корпус колеса, незважаючи на їх різноманітні форми та розміри, що є результатом їх багатьох машинних цілей. Наступні категорії включають загальні циліндричні передачі: дискова передача, втулкова передача, внутрішня передача, вальна передача, секторна передача та зубчаста рейка. Дискова передача є найбільш часто використовуваним видом серед них.

Кільце або кільця можуть бути присутніми на циліндричній шестерні. Типова шестерня з одним кільцем легко виготовляється; незважаючи на це, плече часто впливає на мале зубчасте кільце подвійних або потрійних передач, обмежуючи техніку виробництва, яку можна використовувати.

2. Вимоги до точності циліндричного зубчастого колеса

Точність виготовлення самої передачі має великий вплив на продуктивність роботи, несучу здатність і термін служби всієї машини. Відповідно до умов використання редуктора до зубчастої передачі пред'являються такі вимоги:

(1) Точність руху – необхідно, щоб зубчаста передача могла точно передавати рух, а передавальне відношення було постійним, тобто кутова похибка шестерні за один оберт не перевищувала певного діапазону.

(2) Плавність роботи – рух зубчастої передачі повинен бути плавним, а удар, вібрація та шум невеликі. Для цього потрібно обмежити зміну миттєвого співвідношення швидкостей, коли шестерня обертається, щоб вона була невеликою, тобто обмежити кутову похибку за короткий період.

(3) Точність контакту – коли шестерня передає потужність, щоб не зробити контактну напругу занадто великою через нерівномірний розподіл навантаження, що спричиняє передчасне зношування поверхні зуба, що вимагає, щоб контакт поверхні зуба був рівномірним під час роботи шестерні, і переконайтеся, що існує певна контактна площа та відповідає вимогам положення контакту.

(4) Бічний зазор між зубцями – коли шестерню необхідно приводити в рух, між неробочими поверхнями зубів є певний проміжок для зберігання мастила та компенсації змін розмірів, спричинених температурою та пружною деформацією, а також деякими помилками в обробці та складанні.

3. Зубчасті матеріали

Обладнання слід використовувати відповідно до умов роботи відповідного матеріалу. Продуктивність обробки та термін служби шестерень безпосередньо залежать від вибору матеріалу.

• Загальний вибір передач для низько- та середньовуглецевих легованих сталей, таких як 20Cr, 40Cr, 20CrMnTi тощо, і середньовуглецевих сталей, таких як сталь 45.
• Нітридна сталь 38CrMoAlA є відповідним матеріалом для важливих передач з підвищеними вимогами. Інші матеріали, які можна використовувати для несилових передач, включають чавун, фанеру та нейлон.

4. Термічна обробка зубчастих коліс

У обробці зубчастих коліс два процеси термічної обробки розташовані відповідно до різних цілей:

1) Заготівельна термічна обробка: організуйте нормалізацію попередньої термічної обробки або відпустку до та після обробки заготовки зуба, основною метою є усунення залишкового напруження, спричиненого куванням та чорновою обробкою, покращення оброблюваності матеріалу та покращення комплексних механічних властивостей.

2) Термічна обробка поверхні зуба: після обробки форми зуба, щоб покращити твердість і зносостійкість поверхні зуба, часто проводять процеси термічної обробки цементацією, високочастотним індукційним нагріванням, карбонітризацією та азотуванням.

5. Заготовка шестерні

Матеріал бруска, кування та лиття становлять більшість заготовок спорядження. Пруткові матеріали використовуються для зубчастих коліс малого діаметра з простою конструкцією та мінімальними вимогами до міцності. Зубчасті колеса діаметром більше 400-600 мм часто є заготовками, але часто зустрічаються і багатоцільові поковки, коли зубчасте колесо вимагає високої міцності, зносостійкості і ударостійкості. Для великих і низькоточних передач зуби шестерень можна відливати безпосередньо, щоб мінімізувати механічну обробку; Для невеликих і складних зубчастих коліс нові процеси, такі як порошкова металургія, гаряча прокатка, холодна екструзія, лиття під тиском, точне лиття та точне лиття, можуть бути використані для виготовлення зубних заготовок із зубцями шестерні, покращуючи продуктивність праці та зберігаючи сировину.

Вибір схеми обробки заготовки зуба

Для валу та втулкової передачі процес обробки в основному подібний до загального валу та втулкової передачі, в основному обговорюється процес обробки дискової передачі.

Технологія обробки заготовки зуба в основному залежить від будови корпусу зубчастого колеса та типу виробництва.

(1) Велика кількість масового виробництва обробки зубних заготовок

При обробці великої кількості зубчастих заготовок середнього розміру використовується технологічний план «свердління одним тягом – одна інструментальна машина»:

1) Свердління або розсвердлювання з порожнім зовнішнім колом і позиціонуванням торця;

2) Лакон;

3) Зовнішнє коло, торець, канавки і фаски чистової машини на багатоінструментальному токарному напівавтоматі позиціонуються з отворами.

Ця схема процесу може складатися з конвеєрної або автоматичної лінії завдяки використанню ефективних верстатів, тому ефективність виробництва висока.

Схема процесу «автомобіль тягне автомобіль» часто використовується при обробці зубних заготовок, виготовлених партіями.

1) До зовнішнього кола заготовки зуба або розташування колеса, зовнішнього кола тонкого повороту, торцевої поверхні та внутрішнього отвору; 2) Підтримуйте шліцьовий отвір або висувний отвір торцевою поверхнею; 3) Вирівнювання зовнішнього кола та торця автомобіля з отворами.

Це рішення можна досягти за допомогою горизонтальних токарних верстатів або револьверних верстатів і протяжних верстатів. Характеризується стабільною якістю обробки та високою ефективністю виробництва. Коли отвір для заготовки зуба має сходинки або торець має канавки, він може повною мірою використовувати багатофункціональний інструмент на револьверному токарному верстаті для виконання обробки з кількома станціями та одночасно завершити обробку заготовки зуба на револьверному токарному верстаті.

Спосіб обробки зуба шестерні

План додавання зуба шестерні	Клас точності зубчастого колеса	Шорсткість поверхні зуба Raμm	діапазон застосування
зубофрезерування	Нижче рівня 9	6.3~3.2	Цільне ремонтне виробництво, обробка низькоточних циліндричних передач, рейкових, конічних передач, черв'ячних передач
зубчаста протяжка	Lv.7	1,6~0,4	Масове виробництво 7 внутрішніх шестерень, комплекс виробництва протяжки зовнішньої шестерні, тому менше використання
зубофрезерування	Lv. 8 до 7	3,2~1,6	У різноманітному масовому виробництві, обробці середньої якості зовнішньої циліндричної передачі та черв'ячної передачі
зубчасте формування		1.6	У різноманітному масовому виробництві, обробці внутрішньої та зовнішньої циліндричних шестерень середньої якості, мультимуфтових шестерень та малих рейок
Зубофрезерування або формування – загартування – хонінгування зубів		0,8~0,4	Шестерні для торцевого гарту
Фрезерування – гоління зубів	Від 7 до 6 рівня	0,8~0,4	В основному використовується для масового виробництва
Зубофрезерування – стружка – загартування – хонінгування зубів	Від 7 до 6 рівня	0,4~0,2	В основному використовується для масового виробництва
Зубофрезерування або формування – загартування – шліфування	Від 6 до 3 рівня	0,4~0,2	Для високоточної обробки поверхні зуба шестерні, низької продуктивності, високої вартості
Зубофрезерне або формувальне – шліфування зубів	Від 6 до 3 рівня	0,4~0,2

Обробка форми зуба зубчастого кільця є основою всієї обробки зубчастого колеса. Існує багато процесів у обробці зубчастих коліс, які призначені для форми послуги з обробки шестерень, мета полягає в тому, щоб нарешті отримати шестерню, яка відповідає вимогам точності.
За принципом обробки форму зуба можна розділити на метод формування та метод розробки. Метод формування - це метод різання поверхні зуба за допомогою формувального інструменту, який відповідає формі канавки зуба шестерні, яку потрібно нарізати, наприклад, фрезерування зубів, витягування зубів і формування зубів шліфування. Метод розробки — це метод різання поверхні зуба відповідно до зачеплення між зубчатим інструментом і заготовкою, наприклад, фрезерування, зубчасте формування, стружка, шліфування та хонінгування.
Вибір схеми обробки форми зуба в основному залежить від класу точності, конструктивної форми, типу виробництва та умов виробництва зубчастого колеса. Для зубчастих коліс із різними ступенями точності зазвичай використовується така схема обробки форми зуба:

1) Механізм з 8 класом точності. Зубофрезерний або зубофрезерний пристрій може відповідати вимогам. Для загартованого зубчастого колеса можна використовувати: зуб вальця (вставки) – обробку торця зуба – загартування – схему обробки отвору корекції. Але точність обробки форми зуба повинна бути покращена перед загартуванням.
2) 6-7 прецизійних передач. Для загартованих зубчастих коліс можна використовувати: грубе фрезерування – тонке фрезерування – обробку кінців зубів – тонку стружку – загартування поверхні – базу калібрування – хонінгування зубчастих коліс.
3) Механізм з точністю 5 класу або вище. Зазвичай використовується: грубе фрезерування – тонке фрезерування – обробка кінців зуба – загартування – контрольна точка калібрування – грубе шліфування – тонке шліфування. Шліфування - це метод обробки з найвищою точністю та найменшим значенням шорсткості поверхні при обробці профілю зуба в даний час, а найвища точність може досягати 3-4 рівнів.