Зубчатые колеса. 
Основы технологии машиностроения. 
Обработка ответственных деталей

В конструкции многих узлов автомобиля (коробка передач, коробка отбора мощности, главная передача, дифференциал, газораспределительный механизм, масляный насос) нашли применение зубчатые колеса.

Различают цилиндрические (рис. 1.11, а, б, в) и конические (рис. 1.11, г) зубчатые колеса; одновенцовые и многовенцовые (блоки шестерен); дисковые (см. рис. 1.11, а), дисковые со ступицей; валы-шестерни (см. рис. 1.11, в).

Рис. 1.11. Зубчатые колеса:

а — цилиндрическое дисковое без ступицы;

• 6 — цилиндрическое многовенцовое (блок шестерен); в — вал-шестерня; г — конические колеса; 1 — шлицевое базовое отверстие;
• 2 — базовый торец; 3 — гладкое базовое отверстие;
• 4 — гладкая базовая шейка; шлицевая базовая шейка

Главными особенностями нарезания зубчатых венцов являются:

• • высокие нормы точности зубчатого венца (колебание измерительного межцентрового расстояния: для грузовых автомобилей лежит в пределах 56… 100 мкм; для легковых — 25…50 мкм; погрешность профиля — 14…22 мкм для грузовых, 7… 10 мкм для легковых; накопленная погрешность шага — ±19…±26 мкм для грузовых, ±8…±13 мкм для легковых);
• • большой объем удаляемого металла, а следовательно, низкая производительность обработки.

Материалом для изготовления зубчатых колес служат: углеродистые стали 40, 45, 50, 55ПП; хромистые стали 20Х—50Х, хромоникелевые стали 12ХН-40ХН, 20ХНР, 20ХНМ, 12Х2Н4А, хромомарганцевые стали 18ХГ, 18ХГГ—ЗОХГТ, 14ХГН—19ХГН, 25ХГМ, 38ХГС, сложнолегированные стали 38ХМЮА, 15ХГНТА и др.

Заготовки дисковых колес малого диаметра без ступицы получают из пруткового материала. Заготовки однои многовенцовых колес, колес со ступицами, конических колес изготавливают на кривошипных горячештамповочных прессах, многопозиционных горячештамповочных автоматах, горизонтально-ковочных машинах и молотах в закрытых штампах. Для получения заготовок валов-шестерен используют те же методы обработки металлов давлением, что и для изготовления заготовок валов с последующей высадкой (или приваркой) головки под шестерню.

В последнее время широкое распространение получили способы получения заготовок с предварительным формированием зубчатого венца (штамповкой или холодным накатыванием), что позволяет снизить трудоемкость зубонарезания и улучшить расположение волокон материала.

К ответственным поверхностям зубчатого колеса (помимо зубчатого венца) относятся базовые цилиндрические (гладкие, со шпоночным пазом или шлицевые) и торцевые поверхности (см. рис. 1.11).

Требования по точности изготовления базовых поверхностей приведены в табл. 1.1.

Базовые шейки зубчатых колес обтачивают на одношпиндельных многорезцовых или гидрокопировальных автоматах, с последующим двукратным наружным круглым шлифованием в центрах (одновременно всех шеек и торцов). Базовые отверстия обрабатывают протягиванием с последующим внутренним круглым шлифованием в патроне.

Цилиндрические зубчатые венцы обрабатывают двукратным фрезерованием червячными фрезами или зубодолблением с последующим шевингованием или шлифованием. Конические зубчатые венцы обрабатывают зубостроганием или круговыми резцовыми головками с последующим прикатывапием пары.

Таблица 1.1

Точность базовых поверхностей зубчатых колес.