Виготовлення черв'яків

Виготовлення черв’яків

1. Службове призначення, конструктивні різновиди і технічні вимоги

За службовим призначенням черв’ячні передачі поділяються на кінематичні і силові. Кінематичні передачі використовують в різних механізмах, в ділильних ланцюгах зуборізних і інших металорізальних верстатах для досягнення високої точності відносного повороту.

В конструкціях кінематичних передач на відміну від силових в ряді випадків передбачається можливість регулювання точності відносного положення черв’яка і колеса.

Силові черв’ячні передачі застосовують в різноманітних редукторах і коробках швидкостей для передачі крутного моменту при великому передатному відношенні.

В машинобудуванні застосовуються циліндричні і глобоїдні черв’ячні передачі. Циліндричні передачі мають черв’як, осьовий переріз якого уявляє собою рейку з прямолінійними або криволінійними боковими сторонами (рис. 1, а).

Рис.1. Черв’ячна передача: а) циліндрична; б) глобоїдна; в) перерізи циліндричних черв’яків; АА - поперечне, ББ - перпендикулярне до напрямку западини, ГГ - перпендикулярне до напрямку витка

Глобоїдні передачі мають черв’як, осьовий переріз якого уявляє кругову рейку з прямолінійними боковими сторонами (рис. 1, б).

Циліндричні передачі за формою гвинтової поверхні поділяються на такі види.

1. Архімедова черв’ячна передача має черв’як, у якого профіль бокової поверхні витка в поперечному перерізі АА (рис. 1, в) уявляє спіраль Архімеда. В осьовому перерізі ББ архімедів черв’як має прямолінійний профіль, а в перерізі ГГ, перпендикулярному до напрямку витка, — криволінійний.

2. Евольвентна черв’ячна передача має черв’як, у якого профіль бокової поверхні витка в поперечному перерізі АА має форму евольвенти. В осьовому перерізі ББ і перерізі, перпендикулярному до напрямку витка ГГ, евольвентний черв’як має криволінійний профіль. Прямолінійний профіль витка черв’яка одержується в перерізі площиною, дотичною до основного циліндра.

3. Конволютна передача має черв’як, у якого профіль бокової поверхні витка в поперечному перерізі АА уявляє подовжену евольвенту (конволюту). В перерізі, перпендикулярному до напрямку витка ГГ або западини ВВ, конволютний черв’як має прямолінійний профіль, а в осьовому ББ — криволінійний.

4. Нелінійні черв’яки мають у всіх перерізах криволінійний профіль.

Для зменшення тертя, скорочення зношування і можливості заїдання черв’ячної пари робоча поверхня витків черв’яка повинна мати високу твердість і чистоту, а матеріал черв’ячного колеса повинен мати хороші антифрикційні властивості.

Черв’яки швидкохідних високонавантажених передач виготовляють з якісних вуглецевих сталей марок 40, 45 або легованих сталей марок 40Х, 40ХН і ін. В цьому випадку застосовують нагрівання поверхні під загартування струмами високої частоти або полум’ям, що забезпечує твердість робочих поверхонь HRС48−57.

черв’ячна передача обробка циліндрична Найкращі результати одержують при використанні сталей, що містять вуглецю від 0,15 до 0,20% і піддаються цементації, це сталі марок 15Х, 15ХА, 20Х, 20ХНВА, 20ХВ.

Черв’яки менш відповідальних передач, для яких достатня твердість НВ270 виготовляють з нормалізованих або поліпшених сталей.

Глобоїдні черв’яки виготовляють зі сталей марок 35ХМА, 33ХГН.

Для виготовлення черв’ячних коліс у відповідальних передачах з великими швидкостями ковзання (v5 м/с) застосовують бронзи Бр. ОБ 10−1. БРОНФ, при менших швидкостях застосовують бронзу Бр. АЖ9−4, яка має більш високі механічні властивості і гірші антифрикційні. Черв’ячні колеса передач з малими швидкостями (v2 м/с), до габаритів і ККД яких не ставляться високі вимоги, виготовляють з чавуну СЧ 21−40, СЧ 15−32.

За конструкцією черв’яки поділяються на два види: черв’яки — вали, які знайшли найбільше поширення, і насадні черв’яки — втулки. Черв’ячні колеса бувають суцільними і складеними; у останніх маточина і вінець з різних матеріалів.

Державним стандартом передбачено 12 ступенів точності на черв’ячні передачі, проте норми точності є для ступенів від 3 до 9-го.

Кінематичні передачі відповідають 3−6-му, а силові черв’ячні передачі 5−9-му ступеню точності. Для відповідного ступеня точності встановлено норми точності на черв’яки, черв’ячні колеса і на складання передачі.

Ступінь точності силових передач залежить від колової швидкості черв’яка.

Базування черв’ячних коліс здійснюється також, як і базування одновінцевих зубчастих коліс, у яких ?/d1.

Базування черв’яків — валів — аналогічно базуванню валів.

Базування черв’яків — втулок — аналогічно базуванню втулок, у яких ?/d1.

2. Технологія виготовлення черв’яків

У якості заготовок для черв’яків у великосерійному і масовому виробництві використовують штамповку, а в дрібносерійному і одиничному — пруток.

Нижче наведено технологічний маршрут обробки черв’яка — вала 7-го ступеня точності у великосерійному виробництві (заготовка — штамповка).

1. Фрезерування торців і зацентрування з двох боків.

2. Попередня токарна обробка по контуру з одного і другого боку.

3. Чорнове нарізання витків черв’яка.

4. Термічна обробка (високий відпуск).

5. Чистова токарна обробка зовнішніх поверхонь

6. Чистове нарізання витків черв’яка.

7. Фрезерування шпонкового паза.

8. Попереднє шліфування зовнішніх поверхонь під цементацію.

9. Попереднє шліфування профілю витків черв’яка під цементацію.

10. Термічна обробка (цементація, загартування).

11. Шліфування центрових отворів.

12. Напівчистове шліфування зовнішніх поверхонь і торців.

13. Напівчистове шліфування профілю витків черв’яка.

14. Термічна обробка (старіння).

15. Друге напівчистове шліфування зовнішніх поверхонь і торців.

16. Друге напівчистове шліфування профілю витків черв’яка.

17. Термічна обробка (старіння).

18. Доведення центрових отворів.

Чистове шліфування зовнішніх поверхонь і торців на круглошліфувальних верстатах особливо високої точності класу А.

20. Чистове шліфування профілю витків черв’яка.

21. Миття.

22. Контроль.

На перших п’яти операціях черв’як обробляють як звичайний вал.

При виготовленні черв’яка — втулки спочатку оброблюють начорно і начисто отвір і торець і протягують шпонкову канавку, а потім одержану таким чином втулку напресовують на оправку і оброблюють за тією ж схемою, що і черв’як — вал.

Маршрут черв’яка силової передачі відрізняється меншим числом операцій шліфування.

Використана література

1. Проектирование технологии. Под редакцией Ю. М. Соломенцева. — М., 1990. — 416 с.

2. Руденко П. А. Раздел 3. Технология изготовления машин. Конспект лекцій. — Чернишов, 1986. — 159 с.

3. Технология машиностроения (специальная часть). Гусев А. А., Ковальчук Е. О., Колосов И. М. и др. М. 1986, 480 сторінок.

4. Технология обработки конструкционных материалов. / Под ред. П. Г. Петрухи.М. Высшая школа, 1991.

5. Справочник технолога-машиностроителя. / Под ред. А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова, Т.1. — М., 1985. — 656 с.