Назначение и способы изготовления зубчатых колес

Зубчатые колеса и шестерни – незаменимые элементы множества конструкций. Данные изделия широко задействуют как в промышленности, так и в быту. Являясь частью подвижного соединения, зубчатое колесо служит важной деталью разнообразных механизмов в машиностроении, сельском хозяйстве, нефтегазодобыче и т. д. Сегодня для изготовления зубчатых колес применяются несколько видов промышленных операций.

Использование зубчатых колес в промышленности

Зубчатое колесо – функциональная деталь, представляющая собой диск с зубьями. Зубчатые колеса служат необходимыми элементами промышленных машин, оборудования и бытовых приборов, без их задействования работа многих видов техники просто невозможна.

Возникновение и изготовление зубчатых колес уходит глубоко в историю – эти детали использовали еще в древних часах и первых конструкциях мельниц. Современная металлообработка позволяет производить изделия, которые применяются в крупной сельскохозяйственной технике, промышленных станках, транспорте, судостроительном оборудовании, буровых установках, подъемных механизмах, робототехнике, бытовых приборах и многих других сферах.

Конструктивные особенности

Чтобы колесо обеспечивало плавное и надежное зацепление, изделие должно обладать минимум 6 зубьями (именно поэтому за этой деталью закрепилось название «шестерня»). Часто зубчатые колеса эксплуатируют попарно, причем количество зубьев в каждой шестерне может различаться – это необходимо для преобразования крутящего момента. В парных соединениях колес есть ведущая и ведомая шестерня: первая та, на которую воздействует вращательный момент, а вторая – принимающая движение ведущей. Также зубчатые колеса могут различаться диметрами, от которых зависит частота вращения изделий.

Основной показатель качества зубчатых колес – их точность. Этот параметр определяют следующие критерии:

• кинематическая точность шестерни;
• плавность хода;
• контакт зубьев в соединении;
• боковой зазор.

Специфика изготовления зубчатых колес

Промышленное производство зубчатых колес выполняется различными способами. Наиболее распространенной технологией изготовления служит метод обкатки. Данная операция заключается во взаимодействии вращающейся заготовки и инструмента. Зубья нарезаются на металлической детали за счет возвратно-поступательного движения гребенки. Помимо обкатки, зубчатые колеса изготавливают:

• делением – зубья нарезаются на теле заготовки с помощью фрезерного оборудования;
• копированием – в промышленной металлообработке данный способ изготовления не применяется из-за низких показателей эффективности;
• накатыванием – заготовка нагревается и обрабатывается зубонакатным инструментом, в результате чего зубья обретают необходимую форму, подобная технология позволяет изготавливать шестерни высокой точности.