Як спроектувати ковку з прямозубим зубчастим колесом

Перш ніж почати проектувати власну прямозубу шестерню, вам потрібно зрозуміти її основні компоненти. Серед них є ковані, шпонкові, шліцьові, установчі гвинти та інші типи. Розуміння відмінностей між цими типами прямозубих шестерень є важливим для прийняття обґрунтованого рішення. Щоб дізнатися більше, продовжуйте читати. Також не соромтеся звертатися до мене за допомогою! Нижче наведено кілька корисних порад та підказок щодо проектування прямозубої шестерні. Сподіваємося, вони допоможуть вам спроектувати прямозубу шестерню вашої мрії.

Кування прямозубих шестерень

Кування прямозубих зубчастих коліс є одним з найважливіших процесів виготовлення компонентів автомобільної трансмісії. Виробничий процес є складним і включає кілька етапів, таких як сфероїдизація заготовок, гаряче кування, відпал, фосфатування та омилення. Матеріалом, що використовується для прямозубих зубчастих коліс, зазвичай є 20CrMnTi. Процес завершується застосуванням методу безперервного екструзійного формування за допомогою штампів, розроблених для довжини калібрувальної смуги L та товщини кута розколювання T.
У процесі кування прямозубих шестерень також може використовуватися поліацеталь (POM), міцний пластик, який зазвичай використовується для виготовлення шестерень. Цей матеріал легко формується та формується, а після загартування він надзвичайно жорсткий та стійкий до стирання. Для прямозубих шестерень використовується ряд металів та сплавів, включаючи ковану сталь, нержавіючу сталь та алюміній. Нижче наведено різні типи матеріалів, що використовуються у виробництві шестерень, а також їхні переваги та недоліки.
Розмір зуба прямозубої передачі вимірюється в модулях, або м. Кожне число позначає кількість зубів у шестерні. Зі збільшенням кількості зубів збільшується і її розмір. Загалом, чим більша кількість зубів, тим більший модуль. Високомодульна передача має великий кут тиску. Також важливо пам'ятати, що прямозубі передачі повинні мати той самий модуль, що й шестерні, які вони використовуються для приводу.

Гвинт встановлення циліндричних шестерень

Сучасна промисловість не може функціонувати без прямозубих зубчастих передач з гвинтовим закріпленням. Ці передачі є високоефективними та широко використовуються в різних сферах застосування. Їхнє проектування включає розрахунок швидкості та крутного моменту, які є критичними факторами. Модель MEP, наприклад, враховує зміну жорсткості пари зубів вздовж її шляху. Результати використовуються для визначення необхідного типу прямозубої передачі. Нижче наведено кілька порад щодо вибору прямозубої передачі:
Тип А. Цей тип шестерні не має маточини. Сама шестерня плоска з невеликим отвором посередині. Гвинтові шестерні найчастіше використовуються для легких застосувань без навантажень. Товщина металу може коливатися від 0,25 мм до 3 мм. Гвинтові шестерні також використовуються для великих машин, які повинні бути міцними та довговічними. У цій статті наведено вступ до різних типів прямозубих шестерень та їх відмінностей один від одного.
Штифт-маточина. Цукрові шестерні з штифтовою маточиною використовують установчий гвинт для кріплення штифта. Ці шестерні часто з'єднані з валом за допомогою штифтів, пружинних або роликових штифтів. Штифт просвердлюється до точного діаметра, щоб він помістився всередині шестерні, щоб він не розбовтався. Цукрові шестерні з штифтовою маточиною мають високі допуски, оскільки отвір недостатньо великий, щоб повністю охопити вал. Цей тип шестерні, як правило, є найдорожчим з трьох.

Шпонкові прямозубі шестерні

У сучасній промисловості для передачі потужності широко використовуються прямозубі зубчасті передачі. Ці типи передач забезпечують чудову ефективність, але можуть бути схильні до втрат потужності. Ці втрати необхідно оцінювати в процесі проектування. Ключовим компонентом цього аналізу є розрахунок площі контакту (2b) зубчастої пари. Однак це значення не обов'язково застосовується до кожної прямозубої передачі. Ось кілька прикладів того, як розрахувати цю площу. (Див. Рисунок 2)
Цузовні шестерні характеризуються тим, що зубці розташовані паралельно валам та осям, а швидкість по лінії ділення до 25 м/с вважається високою. Крім того, вони ефективніші, ніж косозубі шестерні того ж розміру. На відміну від косозубих шестерень, циліндричні шестерні зазвичай вважаються позитивними. Вони часто використовуються в тих випадках, коли контроль шуму не є проблемою. Симетрія циліндричної шестерні робить їх особливо придатними для застосувань, де потрібна постійна швидкість.
Окрім використання косозубої прямозубої передачі для передачі, шестерня також може мати стандартну форму зуба. На відміну від косозубих передач, прямозубі передачі з евольвентною формою зуба мають товсті корені, що запобігає зносу зубів. Ці передачі легко виготовляються за допомогою звичайних виробничих інструментів. Евольвентна форма є ідеальним вибором для дрібносерійного виробництва та є одним з найпопулярніших типів прямозубих передач.

Шліцьові прямозубі шестерні

Розглядаючи типи циліндричних шестерень, що використовуються, важливо враховувати відмінності між ними. Циліндрична шестерня, яку також називають евольвентною, створює крутний момент і регулює швидкість. Вона найчастіше зустрічається в двигунах автомобілів, але також використовується в повсякденній техніці. Однак одним з найсуттєвіших недоліків циліндричних шестерень є їхній шум. Оскільки циліндрічні шестерні зачіпляються лише з одним зубцем за раз, вони створюють високий рівень напруження та шуму, що робить їх непридатними для щоденного використання.
Діаграма розподілу контактних напружень відображає площу бічної поверхні кожного зуба шестерні та відстань як в осьовому, так і в профільному напрямку. Найбільша площа контакту розташована ближче до центру шестерні, що зумовлено її мікрогеометрією. Додатне значення l вказує на відсутність перекосу шліцьових зубів на межі з'єднання з гвинтовою рукояткою. Зворотне справедливо для від'ємних значень l.
Використовуючи метод верхньої межі, Абдул та Дін досліджували кування форм прямозубих шестерень. Вони припустили, що профіль зуба буде прямою лінією. Вони також дослідили безрозмірний тиск кування шліцьового зубчастого колеса. Шліцьові прямозубі шестерні зазвичай використовуються в двигунах, коробках передач та дрилях. Міцність прямозубих шестерень та шліців залежить головним чином від їх радіусів та діаметра зуба.
Цукрові шестерні з нержавіючої сталі SUS303 та SUS304

Цукрові шестерні з нержавіючої сталі виготовляються за допомогою різних технологій, які залежать від матеріалу та застосування. Найпоширенішим процесом, що використовується для їх виготовлення, є різання. Інші процеси включають прокатку, лиття та кування. Крім того, пластикові циліндричні шестерні виготовляються методом лиття під тиском, залежно від необхідної кількості продукції. Цукрові шестерні з нержавіючої сталі SUS303 та SUS304 можуть бути виготовлені з використанням різних матеріалів, включаючи конструкційну вуглецеву сталь S45C, сірий чавун FC200, кольорові метали C3604, інженерний пластик MC901 та нержавіючу сталь.
Різниця між прямозубими шестернями з нержавіючої сталі 304 та 303 полягає в їхньому складі. Ці два типи нержавіючої сталі мають спільну конструкцію, але різний хімічний склад. Китай та Японія використовують літери SUS304 та SUS303, які позначають різний ступінь їхнього складу. Як і більшість типів нержавіючої сталі, ці два різні марки призначені для використання в промислових цілях, таких як планетарні та прямозубі шестерні.

Цокольні шестерні з нержавіючої сталі

При виборі прямозубої шестерні з нержавіючої сталі слід враховувати кілька факторів, зокрема крок діаметра, кількість зубів на одиницю діаметра та кутову швидкість зубів. Усі ці аспекти мають вирішальне значення для роботи прямозубої шестерні, а правильні розмірні вимірювання є важливими для її проектування та функціональності. Працівники галузі повинні бути знайомі з термінами, що використовуються для опису деталей прямозубої шестерні, як для забезпечення ясності у виробництві, так і для оформлення замовлень на придбання.
Цилиндрична шестерня — це тип прецизійної циліндричної шестерні з паралельними зубцями, розташованими в ободі. Вона використовується в різних сферах застосування, таких як підвісні мотори, лебідки, будівельна техніка, садова та садова техніка, турбінні приводи, насоси, центрифуги та різноманітні інші машини. Цилиндрична шестерня зазвичай виготовляється з нержавіючої сталі та має високий рівень міцності. Це найпоширеніший тип шестерні.
Цукрові шестерні з нержавіючої сталі можуть бути різних форм і розмірів. Цукрові шестерні з нержавіючої сталі зазвичай виготовляються з нержавіючої сталі SUS304 або SUS303, яка використовується для їхньої кращої оброблюваності. Потім ці шестерні піддаються термічній обробці азотуванням або індукційним напиленням поверхні зубів. На відміну від звичайних шестерень, які потребують шліфування зубів після термічної обробки, циліндричні шестерні з нержавіючої сталі мають низький коефіцієнт зносу та високу оброблюваність.

редактор CX 2023-04-18