4. Технология изготовления зубчатых колес

В кинематических цепях приборов для передачи движения часто используются различные зубчатые колеса. Наряду с обычными цилинд­рическими прямозубыми и косозубыми колесами широко применяются блочные о наружным или внутренним зацеплением, конические, червяч­ные и некруглые шестерни (секторы, сегменты, функциональные), вол­новые, планетарные передачи и др. В приборостроении нашли примене­ние в основном модульные зубчатые зацепления, обладающие наиболее простыми и производительными методами изготовления, с диапазоном модулей от 0,05 до 1,2 мм.

Основные геометрические и точностные характеристики зубчатых зацеплений регламентированы стандартами (ГОСТ 9178-72 для модулей m<1 и ГОСТ 1643-72 для m>1), согласно ко­торым установлено 12 степеней точности. Для каждой степени предус­матривается три основных точностных показателя-нормы и вида сопря­жения, которыми характеризуется каждое зубчатое колесо при изготовлении на производстве.

1. Норма кинематической точности лимитирует допустимую погреш­ность окружного шага зубьев: Δt

2. Норма плавности работы ограничивает погрешность изготовле­ния шага между зубьями и смещение их исходного контура относительно оси колеса: Δr₀

3. Норма контакта зубьев определяет точность изготовления про­филя эуба по площади пятна касания.

Для мелкомодульных передач (при m<1 мм), применяемых в основном в приборостроении, установлено пять видов сопряжений, опре­деляющих величину наименьшего бокового зазора между зубьями: Н , G , F , Е и D и соответствующие допуски: h, g, f, e, d.

Основные характеристики зубчатых передач по точности и проч­ности выбираются в зависимости от назначения и условий работы. Так для зубчатых колес, предназначенных для передачи или преобразова­ния определенной скорости движения (типа - редуктора), где основная характеристика устройства - передаточное отношение от входного элемента до выходного, главными требованиями будут износостой­кость, прочность и плавность хода колес. Для зубчатых передач в цепи контрольно-измерительных и управляющих приборов и следящих систем, предназначенных для передачи от входного элемента к выходному определенного количества движения, где основной характерис-

тикой механизма является мгновенное угловое передаточное отноше­ние, главным требованием будет кинематическая точность ко­лес. В этом случае устанавливаются 4-6 степени точности с сопряже­нием Н, не имеющим гарантированного бокового зазора между зубья­ми, в то время, как для шестерен первой группы характерно примене­ние 7-8 степени точности и сопряжений с зазором G и F .

Материалы для зубчатых колес

При выборе материала шестерен для приборов исходят из условий их работы на объектах эксплуатации: силовых и динамических нагрузок, температур, окружных скоростей, условий смазки и т.д. Для зубчатых передач, работающих при повышенных скоростях, применяют легирован­ные стали: 30ХГСА, 12ХНЗА, др. для обычных колес, работаю­щих при нормальных режимах широко используются конструкционные ста­ли 45, 50, 40X.

Для шестерен, работающих при малых окружных скоростях нашли приме­нение алюминиевые сплавы Ал4; АЛО, сплав В95-ТІ и дюралюминиевый ДІ6Т с последующим твердым анодированием, а также пластмассы: текс­толит, волокнит, стекловолокнит, и др. Достоинством пластмассовых колос является то, что они не требуют в процессе эксплуатации смазки. В особых случаях, при больших относительных скольжениях зубьев, колеса изготавливают из медных сплавов, среди которых наибольшее распространение получи­ли латуни. Также медные сплавы наиболее час­то встречаются на червячных шестернях, цилиндрических косозубых и не круглых колесах.

Методы изготовления цилиндрических зубчатых колес

Применяемые на приборостроительных заводах технологические процессы изготовления таких колес можно отнести к двум группам: первая, когда методы основаны на механическом нарезании зубьев, а вторая, когда зубчатый венец получают без снятия стружки. Более широко применяются методы нарезки зубьев, обеспечивающие более высокую точность с одной стороны и обладающие значительно большей универсальностью с другой. К ним можно отнести следующие основ­ные методы: