что такое вал шестерня

Валы-шестерни

Изготовление валов-шестерен

Валы-шестерни передают момент вращения с одного вала на другой. Вал-шестерня зацепляет другое зубчатое колесо, за счет чего производится передача вращающего момента от одного вала к другому.

Изготовление валов-шестерен производится с целью применения их на различных производствах в редукторах и приводных механизмах.

Как несложно догадаться: с точки зрения качества, вал-шестерня обладает превосходством перед насадной шестерней в совокупности с валом. Такая конструкция является более надежной, жесткой и точной. Сегодня редукторы изготавливаются чаще на основе валов-шестерен, однако возникает необходимость применения и насадных шестерен, когда шестерня должна двигаться вдоль оси вала в процессе работы. Также использование разъемных конструкций позволяет выполнить шестерню и вал из разных материалов. В некоторых случаях раздельное соединение предпочитают с точки зрения практичности, поскольку при замене сломанных деталей обе составляющие менять не приходится.

При высоких передаточных коэффициентах зубья нарезают прямо на поверхности вала. Но такое изготовление валов-шестерен относится к более сложным производственным задачам, поскольку затруднен процесс фрезерования и шлифование зубьев.

Производство валов-шестерен от компании «РПМ»

При изготовлении валов-шестерен мы учитываем сферу применения будущей детали, подбираем соответствующий вид термообработки, а также диаметр, модуль и форму детали. Как на финальном этапе, так и во время изготовления, производится строгий контроль качества и точности форм вала-шестерни.

Источник

Что такое вал шестерни?

Вал шестерни представляет собой узел, состоящий из отдельных двух элементов, объединенных в единый механизм с функциями вала и шестерни. Вал шестерни служит для передачи момента вращения с одного вала на другой путем зацепа зубчатых колес между собой. Монолитная конструкция такого узла имеет значительный недостаток и может лишь в два раза превышать диаметр самого вала, в то время как способ устройства шестерни насадкой позволяет увеличить этот показатель в несколько раз.

Прочны, но подвержены износу

При изготовлении вала шестерни применяются только качественные высокопрочные материалы, но это не является гарантией долговечности, поскольку данная деталь является быстро изнашиваемой. Постоянная работа в качестве ведущей степени передачи крутящего момента от одного вала к другому приводит к износу материала и это никак не связано с неверными расчетами и недостатками производства. Только постоянные максимальные нагрузки являются причиной быстрого износа вала шестерни, поэтому имеется необходимость периодической его замены.

Изготовление и виды вал-шестерен

Степень износа напрямую зависит и от способа крепления шестерни на валу, по этому критерию можно выделить основные два вида:

— монолитная вал-шестерня, изготавливаемая одним производственным циклом;

— отдельно изготавливаемая вал-шестерня, которая насаживается на вал и фиксируется выбранным типом соединения (способ горячей насадки, шлицевой и др.).

Более надежным вариантом является первый вид, он более прочен, но о его основном недостатке писали выше (превышение над диаметром вала возможно всего в два раза). Зачастую, требуется возможность движения шестерни по валу, что возможно только в сборных конструкциях. При этом появляется возможность использовать различные диаметры и формы шестерни. Этот вид соединения наиболее практичен и широко применим, неоспоримым его преимуществом является возможность замены только изношенной части.

Полный цикл производства включает в себя трудоемкие процессы, такие как нарезка и фрезеровка зубьев, их шлифовка и полировка. Здесь не обойтись без специализированного оборудования: изготовление шестерен под силу лишь фирмам, оснащенным такими материально-техническими ресурсами, а также имеющими в своем штате специалистов узкопрофильного направления (токарного, фрезерного). Особенно нуждаются в постоянном применении валов-шестерен в различных приводных механизмах и редукторах.

Источник

Валы-шестерни и зубчатые колеса

1. Валы-шестерни

Недостатком объединенной конструкции является необходимость изготовлять вал из того же материала, что и шестерню, часто более высококачественного и дорогого, чем требуется. Кроме того, при замене шестерни, например, вследствие износа или поломки зубьев приходится заменять и вал. Несмотря на это, в редукторах шестерню часто выполняют заодно с валом и даже при толщине, значительно превышающей указанные нормы. Это объясняется большей жесткостью и прочностью, а также технологичностью вала-шестерни, что в конечном итоге оправдывает ее стоимость.

Рис. 1. Условия нарезания зубьев на вале-шестерне

В некоторых случаях зубчатый венец углубляется в тело вала. При углублении зуба в тело вала следует учитывать участки входа и выхода фрезы (табл. 1). Возможность выхода фрезы следует учитывать также при нарезании рядом расположенных венцов на вале-шестерне (рис. 1; а, б).

Таблица 1. Протяженность дорожки а, мм, для выхода фрезы (рис. 1)

Обычно зубья вала-шестерни располагаются на выступающем венце. В этом случае для возможности выхода фрезы рекомендуется выдержать следующее соотношение размеров внутреннего диаметра шестерни или червяка с посадочным диаметром под подшипники (рис. 2):

Остальные конструктивные элементы вала-шестерни определяют так же, как конструктивные элементы валов.

Рис. 2. Основные размеры для нарезания: вала-шестерни (а, б); червяка (в)

2. Зубчатые цилиндрические колеса

Форму зубчатых колес в большинстве случаев определяют в зависимости от способа получения заготовки. В свою очередь способ получения заготовки выбирают с учетом материала и размеров колес, а также объема выпуска. В единичном и мелкосерийном производстве зубчатые колеса диаметром d_a ≈ 200 мм изготовляют из круглого проката, поковок и сварные. При d_a ≈ 150 ÷ 600 мм заготовку получают ковкой в виде круглых поковок. В крупносерийном и массовом производстве заготовки колеса небольших и средних диаметров (d_a до 600 мм) получают штамповкой в двусторонних штампах, а больших размеров – литьем или сваркой.

Колеса больших диаметров изготовляют обычно литыми, колеса сравнительно тихоходных и малонагруженных передач – литыми и при меньших диаметрах. В индивидуальном производстве колеса больших диаметров выполняют также сварными.

В конструкции зубчатых колес различают (рис. 3) зубчатый венец или обод, ступицу и диск, который соединяет зубчатый венец со ступицей. Зубчатые колеса конструируют двух видов: зубчатый венец выполнен непосредственно на валу (вал-шестерня) и зубчатый венец выполнен совместно с диском и ступицей для соединения с валом при сборке (насадная шестерня).

Рис. 3. Элементы зубчатого колеса

Зубчатый венец шестерни обычно шире на 3…10 мм зубчатого венца колеса. На торцах зубчатого венца выполняют фаски размером f=(0,6…0,7)m. На прямозубых колесах выполняют фаски под углом α_φ=45°, на косозубых колесах при твердости рабочих поверхностей НВ 350 выполняют фаски под углом α_φ=15°.

При диаметрах d>500 мм тяжело нагруженные колеса могут выполняться бандажированными. Бандаж (обод) выполняется из легированной стали или бронзы, центр – из дешевой углеродистой стали литым или сварным, а также литым чугунным (рис. 3, в).

Толщина бандажа (мм) по впадинам зубьев: при z 150

Ступица. Наружный диаметр ступицы (рис. 4) для стальных колес – dст=(1,55…1,7)d мм и для чугунных – dст=(1,7…1,8)d мм; толщина – δст ≈ (0,3…0,4)d мм; длина – lст=(1,0…1,2)d мм.

Для обеспечения нормальной работы зубчатые и червячные колеса должны быть установлены на валах без перекосов. Если ступица колеса имеет достаточно большую длину lст≥0,8d мм (в редукторах это отношение принято lст=(1…1,5)d мм), то зубчатое или червячное колесо будет сидеть на валу без перекосов.

Рис. 4. Конструкция зубчатого колеса: а – с прямым диском; б – с наклонным диском

В приводах производственных машин и в редукторах применяются зубчатые колеса относительно небольших диаметров, насаживаемые на валы. Их изготовляют из круглого или листового проката, из поковок или сварными. В зависимости от требования конструкции зубчатый венец насадного колеса может располагаться симметрично относительно ступицы или несимметрично. В результате это определяет положение и форму диска, который должен обеспечить устойчивость зубчатого колеса к воспринимаемым нагрузкам.

Для обеспечения прочного сопряжения ступиц зубчатых колес с валами при шпоночном соединении рекомендуют применять следующие посадки (в скобках – для реверсивных передач):

Для обеспечения возможности перемещать колесо на валу в процессе передачи вращения используют посадки H7/g6 (H7/f7).

Диск. Колеса с диаметром вершин зубьев da≤250 мм выполняют в виде дисков, со спицами и без них. У этих стальных колес выполняют углубления на 2…5 мм, чтобы выделить

обрабатываемый торец, который служит технологической базой при нарезании и монтаже колес. Литые зубчатые колеса d ≤500 ÷ 600 мм выполняют (рис. 4) с прямым (а) и наклонным (б) диском.

Рис. 5. Литые зубчатые колеса d ≥500 ÷ 1000 мм: цельное (а); с бандажом (б)

Чугунные колеса, применяемые в тихоходных малонагруженных передачах, наиболее часто открытых, изготовляют литыми. У колес литой конструкции в дисках делают 4…6 отверстий (рис. 5). Отверстия служат для крепления колеса при обработке заготовки и позволяют обрабатывать отверстие под вал и наружную поверхность обода с одной установки, а также используются при транспортировке колес. При больших размерах отверстий они служат для уменьшения массы колес, в литых колесах – для выхода литейных газов при отливке.

Форма спиц для литых колес приведена на рис. 6. Спицы эллиптического сечения применяют при малых нагрузках, крестообразного и таврового сечения – при средних нагрузках, а спицы двухтаврового сечения применяют при работе передачи в тяжелых условиях.

Рис. 6. Формы сечения спиц литых зубчатых колес: а – эллиптическая; б – тавровая; в – крестообразная; г, д – двутавровая

Конструкция кованых зубчатых цилиндрических колес приведена на рис. 7.

Рис. 7. Конструкция кованых зубчатых цилиндрических колес: а – dа≤200 мм; б – dа≤500 мм

3. Сварные цилиндрические зубчатые колеса

По сравнению с литыми колесами сварные колеса в обычном исполнении издают больше шума. Для уменьшения шума целесообразно снабжать колеса ребрами. Зубчатые колеса малого диаметра изготовляют со ступицей, приваренной к торцу колеса или со сквозной втулкой (рис. 8, а). Большие колеса могут быть сварены из нескольких частей – ступицы, одного или двух дисков с ребрами и венца, который может быть поковкой из нужного металла (рис. 8, б).

Зубчатое сварное колесо обычной конструкции имеет диаметр ступицы (рис. 8, в) d₁=(1,55…1,7)d мм; диаметр ступицы с бортом d₁=d₁+10 мм; толщину венца (d_a–D₀)/2 мм; толщину венца с бортом (d_a–D₀)/2+5 мм; диаметр расположения отверстий в диске D₁=(D₀–d₁)/2 мм; диаметр отверстий в диске d₂ =(D₀ – d₁ )/5 мм; толщину диска с ≈ 0,4d-2 мм; углубление ребра s=0,8c мм; фаску n=0,5m мм.

Рис. 8. Сварные цилиндрические зубчатые колеса

4. Зубчатые конические колеса

Конструкция конических зубчатых колес (рис. 9) отличается от конструкции цилиндрических зубчатых колес соотношениями в части зубчатого венца.

Рис. 9. Конструкция конических зубчатых колес: а, б, в – точеные; в, г – штампованные; г, д – литые; е – составные (сборные)

5. Червячные колеса и червяки

Зубчатый венец червячного колеса, по условиям работы червячной пары, должен изготовляться из антифрикционных материалов (бронза, латунь). Обычно червячные колеса выполняют составными: диск и ступица колеса – из стали или из серого чугуна, а венец – из антифрикционного материала.

Применяют следующие способы соединения венца с диском.

Бандажированная конструкция колеса, в которой бронзовый венец посажен на стальной или чугунный диск с натягом (рис. 10, а). Конструкция проста в изготовлении и применяют ее для колес относительно небольших диаметров, а также для колес передач, не испытывающих тепловые нагрузки. При нагреве до высокой температуры вследствие большего температурного коэффициента бронзы посадка может ослабнуть из-за большего линейного расширения бронзы, чем чугуна.

Обычно применяют легкопрессовую, реже прессовую посадку:

Посадочную поверхность выполняют с упорным буртиком (исполнение 1) (рис. 10, а) или без буртика (исполнение 2) (рис. 10, б). Буртик с размерами h=(0,15…0,2)b, t=0,1b предназначен для того, чтобы фиксировать относительное положение деталей при запрессовке, но в то же время он уменьшает посадочную поверхность, усложняет конструкцию и технологию. По этим соображениям конструкцию без буртика следует признать предпочтительной. Возможные неточности сборки устраняют последующей обработкой поверхностей после сборки.

Для предотвращения взаимного смещения венца и ступицы в плоскости соединения поверхностей стопорят 3…4 винтами с последующим срезанием головок (рис. 10, в). Размеры винтов: диаметр dB=(0,8…1,0)S, длина lВ=(2…3)dB.

Рис. 10. Червячные колеса

В соединении без буртика винты ставят с двух сторон в шахматном порядке.

Червяк представляет собой вал с приложенной нагрузкой между опорами и на консоли. По конструкции на червяке, как на любом валу, необходимо выдержать расположение и размеры всех сопрягаемых элементов (заплечика, буртика, галтелей, проточек, посадок и др.), которые дадут возможность обеспечить соединение и работоспособность сопрягаемых деталей: шарикоподшипников, уплотнений, шпонок, муфт и др. для работы передачи.

Размеры выступающего из редуктора конца вала-червяка согласовывают с соответствующими размерами вала электродвигателя и соединительной муфты.

Червячные колеса, как правило, вращаются с небольшой скоростью, поэтому нерабочие поверхности обода, диска и ступицы колеса оставляют необработанными, но тщательно очищенными и делают конусными с большими радиусами закруглений.

Источник

Применение, производство и особенности вал-шестерни

Изготовление таких элементов, как вал-шестерня, играет важную роль для различных отраслей промышленности, в которых задействованы механизмы редукторов и приводные элементы.

Назначение вал-шестерни и области ее применения

Специфика изделия

Процесс изготовления

Изготовление валов-шестерен предусматривает совокупность технических операций, среди которых: фрезерование, зубонарезание, обработка на сверлильном оборудовании, шлифование заготовки и т. д. При создании детали учитывается специфика сферы эксплуатации детали, желаемый тип вала (гладкий, полый или ступенчатый), форма оси (прямая, гибкая, коленчатая или геометрическая), типы зубьев (прямые, косые или шевронные), размерные характеристики вала-шестерни, тип термообработки элемента. Эти характеристики определяют не только внешний вид вала-шестерни, но и порядок операций, последовательность обработки изделия. Производство валов-шестерен подразумевает задействование продольно-фрезерного оборудования, фрезерно-центровальных установок, многорезцовых токарных станков, горизонтально-фрезерных станков, токарно-копировальных полуавтоматов.

3.1. Настоящая Политика конфиденциальности устанавливает обязательства Администрации сайта по неразглашению и обеспечению режима защиты конфиденциальности персональных данных, которые Пользователь предоставляет при заполнении любой формы на Сайте.
3.2. Персональные данные, разрешённые к обработке в рамках настоящей Политики конфиденциальности, предоставляются Пользователем путём заполнения регистрационной формы на Сайте и включают в себя следующую информацию:
3.2.1. фамилию, имя, отчество Пользователя.
3.2.2. контактный телефон Пользователя.
3.2.3. адрес электронной почты (e-mail).
3.3. Любая иная персональная информация неоговоренная выше подлежит надежному хранению и нераспространению, за исключением случаев, предусмотренных п. 2.5. настоящей Политики конфиденциальности.

4.1. Персональные данные Пользователя Администрация сайта может использовать в целях:
4.1.1. Установления с Пользователем обратной связи, включая направление уведомлений, запросов, касающихся использования Сайта, оказания услуг, обработка запросов и заявок от Пользователя.
4.1.2. Осуществления рекламной деятельности с согласия Пользователя.
4.1.3. Регистрации Пользователя на Сайтах Организации для получения индивидуальных сервисов и услуг.
4.1.4. Совершения иных сделок, не запрещенных законодательством, а также комплекс действий с персональными данными, необходимых для исполнения данных сделок.

5.1. Обработка персональных данных Пользователя осуществляется без ограничения срока, любым законным способом, в том числе в информационных системах персональных данных с использованием средств автоматизации или без использования таких средств.
5.2. При утрате или разглашении персональных данных Администрация сайта информирует Пользователя об утрате или разглашении персональных данных.
5.3. Администрация сайта принимает необходимые организационные и технические меры для защиты персональной информации Пользователя от неправомерного или случайного доступа, уничтожения, изменения, блокирования, копирования, распространения, а также от иных неправомерных действий третьих лиц.

6.1. Пользователь обязан:
6.1.1. Предоставить информацию о персональных данных, необходимую для пользования Сайтом.
6.1.2. Обновить, дополнить предоставленную информацию о персональных данных в случае изменения данной информации.
6.2. Администрация сайта обязана:
6.2.1. Использовать полученную информацию исключительно для целей, указанных в п. 4 настоящей Политики конфиденциальности.
6.2.2. Обеспечить хранение конфиденциальной информации в тайне, не разглашать без предварительного письменного разрешения Пользователя, а также не осуществлять продажу, обмен, опубликование, либо разглашение иными возможными способами переданных персональных данных Пользователя, за исключением случаев, указанных в п. 2.5. настоящей Политики Конфиденциальности.
6.2.3. Принимать меры предосторожности для защиты конфиденциальности персональных данных Пользователя согласно порядку, обычно используемого для защиты такого рода информации в существующем деловом обороте.
6.2.4. Осуществить блокирование и/или удаления персональных данных, относящихся к соответствующему Пользователю, с момента обращения или запроса Пользователя или его законного представителя либо уполномоченного органа по защите прав субъектов персональных.

7.1. Администрация сайта, не исполнившая свои обязательства, несёт ответственность в соответствии с действующим законодательством Российской Федерации, за исключением случаев, предусмотренных п.2.5. и 7.2. настоящей Политики Конфиденциальности.
7.2. В случае утраты или разглашения Конфиденциальной информации Администрация сайта не несёт ответственность, если данная конфиденциальная информация:
7.2.1. Стала публичным достоянием до её утраты или разглашения.
7.2.2. Была получена от третьей стороны до момента её получения Администрацией сайта.
7.2.3. Была разглашена с согласия Пользователя.

8.1. До обращения в суд с иском по спорам, возникающим из отношений между Пользователем сайта и Администрацией сайта, обязательным является предъявление претензии (письменного предложения о добровольном урегулировании спора).
8.2. Получатель претензии в течение 30 календарных дней со дня получения претензии, письменно уведомляет заявителя претензии о результатах рассмотрения претензии.
8.3. При не достижении соглашения спор будет передан на рассмотрение в судебный орган в соответствии с действующим законодательством Российской Федерации.
8.4. К настоящей Политике конфиденциальности и отношениям между Пользователем и Администрацией сайта применяется действующее законодательство Российской Федерации.

Источник

Вал-шестерни: виды, характеристики, особенности и сферы применения

Потребность в производстве такой детали, как вал-шестерня, существует в самых разных промышленных сферах и является важным элементом во многих узлах и агрегатах, таких как промышленные редукторы и приводные механизмы.

Общее описание вал-шестерни

Вал-шестерня – это деталь, которая состоит из комплекса двух деталей, вала и шестерни, соединенных в одну. Такое исполнение детали, одновременно выполняет функцию и вала и шестерни. Принцип работы и назначение вала-шестерни это передача крутящего момента путем его вращения и зацепления зубчатых элементов с другим валом, так происходит передача момента вращения. В изготовлении используется углеродистая и легированная сталь. Вал-шестерни используются в работе при высоких оборотах и больших нагрузках. Единая конструкция детали при изготовлении дает возможность увеличить диаметр шестерни относительно вала более чем вдвое. Также монолитная конструкция вала шестерни дает ему надежность, нежели если шестерня изготавливается отдельно от вала и насаживается на него. Но стоит учитывать то, что при поломке комбинированного варианта вала-шестерни потребуется полная ее замена.

Сейчас использование вала-шестерни в виде единой детали наиболее популярное, чем отдельно вал и шестерня, и используется во многих промышленных механизмах. Исключением являются те узлы, где требуется движение шестерни по валу в процессе работы. Обычно это необходимо в трансмиссиях для переключения передач.

Различия валов-шестерней по типу определяется:

Характеристики изделия

На вал-шестерню прямозубую или косозубую приходится основная нагрузка при работе механизма, поэтому он наиболее поддержан износу и частому выходу из строя. Стоит добавить, что на долговечность работы вала-шестерни так же влияет условия и среда, в которой он работает. Наиболее большему износу подвергается валы-шесетерни с коническими зубьями, так как помимо естественной механической нагрузки, приходится еще осевая и радиальная с возможным последующим деформированием деталей. Если во время не проводить технический осмотр и обслуживание механизма, замены изношенных деталей, контроль смазочных материалов, то это грозит поломкой и полным выходом из строя всего узла.

Сферы применения

Применение валов-шестерней распространено практически на все известные сферы деятельности, где используются зубчатые передачи. Наиболее популярные сфера применения:

Этапы и процесс изготовления валов-шестерен

Изготовление валов-шестерней – это трудоемкий и сложный процесс, в который входит множество операций по механической обработке. Сюда входят: токарная, фрезерная обработка, зубофрезеровка, зубодолбежка, зубонарезные работы, сверление, термическая обработка, шлифовка. Все операции должны быть выполнены в соответствии по всем технологическим нормам, ГОСТам, с высокой точностью, для того чтобы получить максимальную плавную и бесшумную работу зубчатых зацеплений.

При производстве валов-шестерен необходимо учитывать все параметры и тонкости указанные в чертеже, модуль, диаметр, все допуска и вид термообработки.

Процесс изготовления вала-шестерни включает в себя:

Почему вам стоит обращаться в компанию «МеталлСервис»

Наша компания работает на своих станочных мощностях, что позволяет выполнять работы не только быстрее посредников, но и с более выгодной ценой за токарные услуги.

Работаем с любыми видами стали:

Мы оказываем полный спектр услуг по металлообработке на современном, точном оборудовании с помощью качественного режущего инструмента, что позволяет нашим специалистам получать максимальной точности детали с чертежом заказчика.

Источник