Technologia budowy maszyn

„Obróbka kół zębatych”

I. Wstęp teoretyczny

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.

Rodzaje uzębienia:

-Walcowe: proste, śrubowe

-Stożkowe: proste, łukowe, krzywoliniowe

Klasy dokładności kół zębatych

Metody obróbki uzębienia

dla kół walcowych:

•Metody kształtowe:

-frezowanie frezem modułowym krążkowym lub palcowym

-przeciąganie

-dłutowanie

• Metody obwiedniowe:

-Dłutowanie m. Maaga, Fellowsa,

-Struganie m. Sunderlanda

-Frezowanie obwiedniowe frezem ślimakowym

•Metody kopiowe:

-Struganie wg kopiału

Metody kształtowe

a) Nacinanie zębów frezem modułowym krążkowym

b) Frezem palcowym

Metody obwiedniowe

Nacinanie zębów metodami:

a) Maaga

Narzędziem wykorzystywanym w tej metodzie jest kształtowy nóż dłutowniczy umożliwiający częściowe nacinanie kilku zębów. Zarys zęba uzyskuje się jako obwiednie kolejnych położeń narzędzia. Metoda umożliwia wykonywanie kół o zębach prostych bądź śrubowych o modułach 1 ÷ 50 mm, średnicach zewnętrznych 20 ÷ 12000 mm oraz kącie linii zęba 0° ÷ 70°.

Istotną wadą metody jest długi czas obróbki spowodowany przerywanym charakterem obróbki. Po obróbce każdej podziałki następuje zatrzymanie narzędzia i przesunięcie przedmiotu w do pozycji początkowej i kompensacja luzów. Obróbkę przeprowadza się na maszynie zwanej dłutownicą Maaga.

b) Fellowsa

Narzędziem wykorzystywanym w tej metodzie nóż dłutowniczy w kształcie koła zębatego, tworzący z przedmiotem przekładnię technologiczną. Metoda Fellowsa umożliwia wykonywanie kół o zębach prostych bądź śrubowych o uzębieniu wewnętrznym i zewnętrznym. Dłutowanie metodą Fellowsa jest efektywniejsze niż metodą Maaga ze względu na ciągły charakter pracy (w metodzie Fellowsa ze względu na kształt narzędzia przesunięcie narzędzia nie jest to konieczne).

W przypadku nacinania zębów śrubowych jest konieczność wykorzystywania specjalnych narzędzi i krzywki prowadzącej. Wadami metody jest używanie trudnych do wykonania i ostrzenia narzędzi wieloostrzowych. Obróbkę przeprowadza się na maszynie zwanej dłutownicą Fellowsa.

c) frezowanie obwiedniowe frezem modułowym ślimakowym

Polega na współpra­cy obrabianego koła ze ślimakowym frezem.

Występują tu ruchy: roboczy obrotowy freza, obrotowy koła obrabianego oraz posuwowy suportu narzędziowego wraz z frezem. Wszystkie ruchy odbywają się w sposób ciągły, co zapewnia tej obróbce dużą wydajność. Obrabiarką jest tu frezarka obwiedniowa do kół zę­batych.

Frezowanie obwiedniowe ma zastosowanie do kół z uzębieniem zewnętrznym z zębami prostymi lub śrubowymi. Przejście od fre­zowania kół zębatych z zębami prostymi na koła zębate z zębami śrubowymi wymaga tylko zmiany ustawienia obrabiarki. Frezy ślimakowe modułowe są narzędziami znormalizowanymi, a przy tym jednym frezem można obrabiać koła o różnej liczbie zębów. Te zalety, w powiązaniu z dużą wydajnością obróbki i stosun­kowo dużą dokładnością, sprawiają, e frezowanie obwiedniowe jest

obecnie najbardziej rozpowszechnioną metodą obróbki kół zębatych.

(schematy kinematyczne ruchów narzędzi w tych trzech metodach załączone na papierze milimetrowym)

Obróbka wykańczająca uzębienia

Koła walcowe w stanie miękkim:

-Wiórkowanie

-Dogniatanie

Koła walcowe w stanie twardym:

-Szlifowanie kształtowe

-Szlifowanie obwiedniowe (np. met. Nilesa, Maaga, Reishauera)

-Docieranie (z docierakiem lub kołem współpracującym)

-Gładzenie

Wiórkowanie

Narzędziem jest wiórkownik tj. koło zębate, którego boczna po­wierzchnia zęba poprzecinana jest rowkami, przez co utworzono kra­wędzie skrawające. Wiórkownik i koło współpracując ze sobą, wykonują ruchy obrotowe przy skrzyżowanych osiach co powoduje poślizgi między zębami i zbieranie cienkich wiórów na bokach zębów koła. Dla obrobienia całej szerokości wieńca koła stół wiórkarki l wykonuje posuwowy zwrotny (ruch A) . Dodatkowo możliwy jest również ruch wahający stołu(B) przy pomocy palca (2) wodzonego w żłobku tarczy (3). Ruch ten

powoduje, że uzyskujemy zęby o kształcie beczkowym,

korzystniej przylegające po zmontowaniu przekładni zębatej.

Szlifowanie

Szlifowanie kół zębatych wykonuje się na ogół w stanie twardym (po obróbce cieplnej). Poszczególne metody różnią się zastosowanymi narzędziami.

Poniższy rysunek przedstawia budowę narzędzi w różnych metodach.

a)Metoda Nilesa

b)Metoda Maaga

c)Metoda Reishauera

II. Wnioski

Koła zębate są nierozłącznym elementem jakichkolwiek przekładni. Te natomiast występują prawie w każdej maszynie. Dlatego też jakość wykonania i produkcja kół zębatych jest bardzo ważna. Metod obróbki kół zębatych jest wiele. Dobór konkretnej metody uzależniony jest od jakości potencjalnych wyrobów, wielkości (masowości) produkcji i nakładów finansowych. Wielość i różność urządzeń pozwala na dostosowanie ich do konkretnych działań. Od zastosowań w małych zakładach ślusarskich po zastosowanie w wielkoseryjnej produkcji na międzynarodową skalę.