Изготовление зубчатых колёс и шестерён:
типы зацепления и работа по чертежу

Виды зубчатых передач: прямозубая, косозубая, шевронная, коническая

Тип зацепления определяется тем, как расположены валы и какую нагрузку передаёт пара.

Червячные пары мы выделяем в отдельную работу: там своя геометрия витка, свой подбор бронзы и обязательная обкатка пары. Подробности на странице изготовление червячных пар.

Прямозубые цилиндрические колёса

Самый массовый заказ. Здесь важнее не сама нарезка, а база: посадочное отверстие и торцы. Если венец нарезан идеально, а отверстие сделано с биением 0,1 мм, передача будет шуметь и есть зуб неравномерно.

Порядок такой: токарная обработка заготовки с припуском, нарезка венца, термообработка, затем шлифовка посадочных поверхностей в окончательный размер. Последовательность «сначала в размер, потом калить» это классическая причина того, что деталь после печи не лезет на вал.

Коммерческие условия, сроки и типовые позиции по цилиндрическим шестерням собраны на странице изготовление шестерён на заказ.

Конические шестерни с прямым и круговым зубом

Коническая пара передаёт вращение между пересекающимися валами, чаще всего под 90 градусов. Ключевая особенность: колесо и шестерня изготавливаются и проверяются только парой. Заказывать одну шестерню к старому колесу можно, но тогда старое колесо нужно прислать для подгонки пятна контакта.

Что нужно для расчёта конической пары: числа зубьев обоих элементов, внешний окружной модуль, межосевой угол, ширина венца, внешнее конусное расстояние и монтажные расстояния от базового торца до точки пересечения осей. Последний размер забывают чаще всего, а без него пару невозможно собрать в корпус.

Прямой зуб проще в изготовлении и регулировке. Круговой зуб даёт более плавную работу и выше нагрузочную способность, но нарезается на специализированном зуборезном оборудовании. Возможность нарезки кругового зуба и предельные размеры под него предельные размеры подтверждаем по вашей детали.

Гипоидная пара внешне похожа на коническую с круговым зубом, но оси у неё смещены. Пересчитывать гипоидную геометрию «по аналогии» нельзя, такие заказы берём только при наличии заводского чертежа или полного комплекта образцов.

Колёса с внутренним зацеплением и нестандартные конструкции

Внутреннее зацепление используют там, где нужна компактность: планетарные редукторы, поворотные механизмы, приводы столов. Колесо и шестерня вращаются в одну сторону, межосевое расстояние меньше. Нарезка идёт зубодолблением, а не червячной фрезой, поэтому нужен выход инструмента: канавка или сквозной венец. Если в чертеже венец упирается в глухую стенку, конструкцию придётся менять.

Отдельная группа вопросов это разрезные шестерни. Разрезная шестерня распредвала состоит из ступицы и венца, соединённых через овальные пазы, и позволяет повернуть венец относительно ступицы на несколько градусов, то есть сдвинуть фазы газораспределения без замены ремня или цепи. В промышленных редукторах разрезной делают шестерню для выборки бокового зазора: две половины венца расходятся пружиной и убирают люфт в реверсивных приводах. Такие детали требуют чертежа с указанием диапазона регулировки и способа фиксации.

Пластиковые шестерни из полиамида применяются в маломощных механизмах: тихие, не требуют смазки, дешевле в мелкой серии. Ограничения два: низкая нагрузочная способность и изменение размеров при поглощении влаги. Печать шестерни на 3D-принтере годится как макет для проверки сборки, но не как рабочая деталь под нагрузкой: слоистая структура раскалывается по линии слоя. Наличие пластика у нас делаем сами либо через проверенную кооперацию, говорим об этом на расчёте.

Термообработка зуба: улучшение, ТВЧ, цементация

Без термообработки зуб из сырой стали сминается и выкрашивается уже через несколько сотен часов под реальной нагрузкой. Термообработка и ТВЧ у нас свои, цементация тоже, поэтому деталь не уезжает на сторону и не теряет неделю на логистику.

Конкретные значения твёрдости и глубины слоя мы пишем в карту на деталь по вашему чертежу. Если в чертеже твёрдость не указана, назначаем её от применения, но обязательно согласуем: достижимые диапазоны HRC и глубина цементованного слоя на нашем оборудовании значения назначаем по документации на деталь.

Важный технологический момент: термообработка ведёт деталь. Колесо диаметром в несколько сот миллиметров после закалки меняет геометрию, поэтому посадочные места и торцы всегда идут в окончательный размер после печи, а не до неё. Что именно мы делаем с закалёнными деталями, собрано на странице детали с термообработкой.

Изготовление по образцу, ремонт зуба, сроки и цены

По образцу работаем регулярно: деталь из снятого с производства редуктора, импортная позиция без документации, обломок с частью венца. Порядок такой. Обмер и восстановление геометрии, согласование с вами модуля, числа зубьев и материала, изготовление образца, при необходимости примерка в узле, затем серия. Если сохранилась ответная деталь, присылайте её вместе с образцом: проверка в паре надёжнее любого расчёта.

Ремонт зуба. Восстановить один выломанный зуб на крупном тихоходном колесе технически возможно: наплавка, механическая обработка профиля, контроль. Смысл в этом есть на больших колёсах, где новое изготовление сопоставимо по стоимости с покупкой редуктора. На колесе с модулем до 5 и диаметром в пару сотен миллиметров ремонт почти всегда дороже и хуже, чем новая деталь. Если выкрошено несколько зубьев или венец имеет трещины, ремонт не обсуждается: меняем колесо целиком.

Честно про цену: прайс-таблицы по зубчатым колёсам, которую можно опубликовать, у нас нет. Стоимость считается по чертежу или образцу: на неё влияют модуль, число зубьев, ширина венца, материал, термообработка, степень точности и тираж. Одна и та же по виду шестерня в сыром и в цементованном исполнении отличается по цене в разы.

Производство в Набережных Челнах, готовые детали отправляем по России. Для расчёта достаточно чертежа в любом читаемом виде или образца с описанием узла.