Wydział Mechanika i Budowa Maszyn

Techniki wytwarzania II

Temat: Technologia wykonywania kół zębatych

Grupa:

1. Koła zębate

Koło zębate – element czynny przekładni zębatej oraz element innych mechanizmów takich jak sprzęgło zębate, pompa zębata i innych.

W skład koła zębatego wchodzą:

• wieniec zębaty,

• piasta,

• łącznik, łączący piastę i wieniec.

W niektórych kołach zębatych, szczególnie tych o niewielkiej liczbie zębów i małej średnicy, nie występuje łącznik, a wieniec zębaty spełnia jednocześnie rolę piasty. Takiego rodzaju koło zębate nazywa się zębnikiem[potrzebne źródło]. Zębnik często nacięty jest bezpośrednio na wale i tworzy z nim integralną całość lub osadzony jest na nim za pomocą połączenia wciskowego. Koło zębate na wale osadzone jest za pomocą połączenia wpustowego, wielowypustowego lub rzadziej połączenia klinowego.

Wieniec zębaty składa się z zębów i wieńca, z którego zęby wystają. Przestrzenie pomiędzy zębami nazywane są wrębami.

1. Podział kół zębatych

• Podział kół zębatych ze względu na kształt wieńca

• Walcowe - (o zębach: prostych, skośnych, daszkowych, łukowych) mogą mieć uzębienie zewnętrzne i wewnętrzne. Zębatka prosta to szczególna postać koła walcowego, którą można uważać za koło walcowe o nieskończenie dużej średnicy.

• Stożkowe - (o zębach: prostych, skośnych, łukowych) mogą mieć uzębienie zewnętrzne i wewnętrzne. Koło płaskie to szczególna postać koła zębatego stożkowego, które nazywamy zębatką pierścieniową lub kołem koronowym.

• Podział kół zębatych ze względu na kształt zęba

1. Koła o zębach prostych – zęby proste przebiegające wzdłuż tworzących walca. Uzębienie jest nacięte równolegle do osi koła.

2. Koła o zębach śrubowych - zęby śrubowe których linia przebiega wzdłuż linii śrubowej. Uzębienie jest nacięte pod kątem do osi koła.

3. Koła o zębach daszkowych – zęby daszkowe (strzałkowe) których linia jest linią dwuśrubową o przeciwnych kierunkach. Na szerokości koła uzębienie składa się z odcinków z zębami śrubowymi lewymi i prawymi.

4. Koła o zębach łukowych - zęby w kształcie łuków kołowych

1. Metody obróbki uzębień kół zębatych walcowych

• Metoda kształtowa

Metoda kształtowa polega na nacinaniu zębów narzędziem kształtowym (najczęściej frezem krążkowym modułowym), którego zarys odpowiada zarysowi wrębu. Ze względu na to, że kształt zęba zależy od modułu i liczby zębów, w celu uzyskania właściwego zarysu zębów należałoby dla każdego modułu i każdej liczby zębów stosować osobne narzędzie. W praktyce dla danego modułu stosuje się komplet narzędzi składający się z 8, 15 lub 26 frezów (w zależności od żądanej dokładności zarysu wykonywanych zębów w porównaniu z zarysem teoretycznym). Konieczna duża liczba narzędzi (frezów) oraz trudności wykonania uzębień przy małej liczbie zębów w kole nacinanym powodują, że metoda ta jest obecnie rzadko stosowana.

Metody obróbki kształtowej:

• frezowanie frezem modułowym krążkowym

• frezowanie frezem palcowym

• dłutowanie

• struganie

• przeciąganie

• Metoda kopiowa

Jest to metoda obróbki dzisiaj bardzo rzadko stosowana. Polega ona na odwzorowaniu na obrabianym przedmiocie zarysu kopiału (zarys zęba otrzymuje się przesuwając narzędzie wraz z saniami narzędziowymi według kopiału). Operacje te wykonuje się w zasadzie tylko na strugarkach do obróbki kół walcowych o dużych modułach.

Metody obróbki kopiowej:

• struganie wg kopiału

• Metoda obwiedniowa

Metody obwiedniowe polegają na nacinaniu zębów narzędziem w kształcie zębatki, koła zębatego lub frezu ślimakowego. Przy tych metodach narzędzie wykonuje ruchy robocze skrawające, a jednocześnie zespół: narzędzie i przedmiot obrabiany wykonują ruchy odpowiadające współpracy dwóch kół zębatych, co zapewnia uzyskanie właściwego kształtu zębów. Ruchy narzędzia i nacinanego koła, pokazane strzałkami na rysunku 14a, b, i c, wyjaśniają zasadę i przebieg nacinania uzębień przy stosowaniu podanych metod. Nazwa „metoda obwiedniowa” pochodzi stąd, Ŝe kształt zęba powstaje jako obwiednia kolejnych połoŜeń krawędzi tnącej narzędzia skrawającego. Podane sposoby nacinania zębów wymagają stosowania róŜnych obrabiarek:

• struganie zębatką wykonuje się na dłutownicy Maaga lub strugarce Sunderlanda,

• dłutowanie narzędziem w kształcie koła zębatego wykonuje się na dłutownicy Fellowsa,

• frezowanie frezem ślimakowym wykonuje się na frezarkach obwiedniowych (poziomych lub pionowych, dyferencjałowych lub bezdyferencjałowych).

Stosowanie metod obwiedniowych umożliwia wykonanie kół zębatych o różnej liczbie zębów jednym narzędziem (dla danego modułu), zapewniając przy tym dużą dokładność kształtu oraz dość dobrą gładkość powierzchni.

Metody obróbki

• dłutowanie metodą Maaga

• dłutowanie metodą Fellowsa

• struganie metodą Sunderlanda

• frezowanie obwiedniowe frezem ślimakowym walcowym lub globoidalnym

• frezowanie frezem ślimakowym stożkowym

• frezowanie głowicą frezową z zębami ustawionymi wg okręgu

• frezowanie głowicą frezową z zębami ustawionymi wg spirali (spiral) Archimedesa

Koła zębate z tworzyw sztucznych wykonywane są głównie metodą wtryskiwania.

1. Obróbka wykańczająca kół zębatych

Obróbka wykańczająca jest stosowana tylko do uzębień, od których wymaga się dużej dokładności. O

1. Obróbka wykańczająca kół w stanie miękkim (koła nie podlegające obróbce cieplnej lub ulepszane cieplnie do twardości nie przekraczającej 30 - 40 HRC) odbywa się poprzez:

• nagniatanie (poprawia chropowatość powierzchni)

• wiórkowanie (poprawia zarys zęba, chropowatość powierzchni, zmniejsza błąd podziałki);

1. Obróbka wykańczająca kół zębatych w stanie twardym, a więc kół o twardości powyżej 40 HRC będących po obróbce cieplnej lub cieplno-chemicznej, przeprowadza się przede wszystkim w celu usunięcia ewentualnych odkształceń, jakie powstały w czasie obróbki, oraz dla poprawienia klasy dokładności. Obróbka wykańczająca kół zębatych w stanie twardym odbywa się poprzez:

• szlifowanie,

• docieranie,

• gładzenie (honowanie).