Характерные проблемы подготовки производства зубчатых колёс

Традиционно подготовка производства зубчатых колёс и разработка зуборезного инструмента осуществляется по авторским методикам (учебникам, монографиям и так далее), позволяющим оформлять рабочие чертежи новых изделий и инструментов согласно требованиям ГОСТ. В процессе работы с предприятиями РБ выяснились следующие проблемы, характерные при таком подходе:

1. Так как на предприятиях, как правило, существует стандартный ряд заготовок, и при расчёте нового колеса максимальный диаметр венца часто не совпадает со значениями из этого ряда, то выбирают максимально близкую к требованиям конструктора заготовку. При этом значения коэффициентов профиля зуба, указанные в сводной таблице параметров зубчатого колеса (в частности, коэффициента вершины зуба), не соответствуют размерам, указанным на чертеже. В результате изготовление колеса выполняется по размерам заготовки, и коэффициент исходного профиля не выдерживаются (рисунок 1), что ведёт к уменьшению активного профиля зуба, увеличению радиального зазора в зубчатом зацеплении, к снижению коэффициента перекрытия, и, как следствие, к снижению плавности хода и повышению шума в трансмиссии.

Рисунок 1 – Увеличение радиального зазора в зубчатом зацеплении

2. Использование существующего зуборезного инструмента для изготовления новых колёс часто сопровождается получением погрешностей (подрезанием, образованием ступеней) на рабочей поверхности у основания зуба (Рисунок 2). Такие погрешности не ведут к неработоспособности конечной зубчатой пары, но снижают коэффициенты запаса выносливости (иногда до 15-20%), что может привести к драматической потере долговечности.

Рисунок 2 – Погрешности профиля, возникающие в результате применения неоптимального зуборезного инструмента.

3. Иногда, для исправления неточностей зубофрезеровальной операции, используется шлифование полного профиля зубчатого венца. Это позволяет удалить погрешности от использования старого, плохо подходящего инструмента. В этом случае существует высокая вероятность возникновения микротрещин во впадине зуба, что в свою очередь снижает долговечность зубчатого колеса.

Для того, чтобы избежать таких проблем, в мировой практике используется фрезерование профиля зуба, оставляя припуск под шлифовку, и шлифование только боковых поверхностей зубьев (активной части профиля). Для подбора фрез с оптимальной геометрией, подходящей для параметров обработки, необходимо использовать программу KISSsoft. Подбор параметров в программе можно производить максимально быстро и точно, получая в результате не только числовые значения, но и точную геометрию профилей колеса и инструментов. Всё это позволяет точно подбирать инструмент и изготавливать качественные зубчатые колёса с первой попытки.