Изготовление шестерен (зубчатых колес)

Шестерня -  это зубчатое колесо, точнее колесо с зубьями, они бывают как на цилиндрической , так и на конической поверхности. Зубья одного колеса входят в зубья другого колеса, что приводит  к вращению валами и вращению какого-либо предмета. Шестерня применялась в оборудовании с незапамятных времен, шестерня упоминается в работах Архимеда, активно использовали шестерню во времена римской империи, о чем говорят сохранившиеся документы, Леонардо Да Винчи использовал шестерню в своих изобретениях, но имя того кто изобрел шестерню история не сохранила. 

Изготовление цилиндрических шестерн (зубчатых колес)

Цилиндрические шестерни делятся на подвиды: 
  1. Зубчатая –её применяют для передачи энергии( механической) между параллельными валами. 
  2. Червячно  -зубчатая( цилиндрическая и винтовая шестерни) применяют  в передаче энергии ( механической) между перпендикулярными валами.
  3. Реечная – используют для поступательного движения шестерни на зубчатой рейки вперед и назад.
  4. Цилиндрическая шестерня прямозубая –самый распространенный вид. Зубья расположены параллельно оси вращения.  
  5. Цилиндрическая шестерня косозубая – зубья шестерни расположены под углом, что дает  свои преимущество, более  тихое вращение и плавное. 
  6. Цилиндрическая шестерня шевронная ( елочная) – необычная форма зубьев дает прочный стыковочный процесс между двумя косозубыми колесами, что очень благотворно сказывается при работе на больших оборотах. 
  7. Цилиндрическая шестерня червячная 
  8. Цилиндрическая шестерня с зацеплением ( изобретение Новикова) – зубья такой шестерни нарезаются с внутренней стороны. При использовании такой шестерни процесс вращения может быть только в одну сторону, но закрепление прочнее. Такие шестерни используют в танкостроении, для башни танка, а так же в насосной станции.
  9. Цилиндрическая шестерня косозубая левостороннее направление зуба и левостороннее направление зуба.
  10. Цилиндрическая шестерня винтовая использование на непересекающихся  валах и под углом 90*
  11. Цилиндрическая шестерня  секторная – удобна в употреблении там, где не требуется полный оборот шестерни. 
  12. Цилиндрическая шестерня с круговыми зубьями  - нарезка зубьев идет с одной стороны, плотное закрепление, имеет наилучшие ходовые качества, высокая плавность и бесшумность. Применяются ограниченно.   
Все шестерни изготавливают из специальной стали, сталь подвергается определенной объемной закалке , чтобы изделие достигало  твердости HRC от 48 до  52. 

Изготовление вал шестерни

Вал шестерни -    это шестерня на стержне. Которое несет свое предназначение в передаче крутящихся моментов, если еще проще, то металлическое тело на стержне несущее вращение. Цель вала шестерни заключается в зацеплении другого зубчатого колеса и таким образом передается передача вращения. 
Как правило, в изготовлении вала шестерни, используют сталь марки 4ОХ ГОСТ 4543-71 химический состояв которого составляет никеля 0,3%; марганца 0.5% - 0, 8 %; хрома 0,3%; кремния 0,17 – 0,37% и углерода 0.35 – 0. 44%
К изготовлению вала шестерни предъявляются высокие требования, потому что не только момент передачи кручения важен, но и важно, чтобы деталь обладала высокой прочностью, долговечностью, чтобы была износостойка, потому что если обломается, хотя бы один зуб шестерни, вся система будет остановлена и процесс работы прекращен. Существует несколько методов изготовления: копирования, обкатка и накатывание.
Применяется вал шестерня на производствах   в приводных механизмах и редукторах. Существует два вида:
  • Вал шестерня единая, литая деталь
  • Шестерня насадная 
Считается, что вал шестерня более востребованная деталь, т.к  она более надежна точна и прочна, но без насадной шестерни тоже не обойтись. Такая конструкция необходима,  когда шестерня будет двигаться вдоль оси вала. Чаще зубья шестерни прямые. 
Применяется в тракторостроении, в машиностроении, 

Изготовление конических шестерн (зубчатых колес)

Конические шестерни -   название произошло от конусной фигуры. Конусная шестерня, расширенная с одного края и сужается с другого. Такие шестерни различны по виду и форме линий на зубьях. Зубья бывают криволинейные, прямые, с круговыми зубьями, с тангенциальными.  Применяются в машиностроении, где необходимо передача движения с одного вала на другой, в коробке передач,  когда переключаются скорости для более быстрого движения машины. 
Шестерни – это не просто деталь, это составляющая часть многих механизмов.  Шестерня применяется во многих механизмах которыми мы пользуемся каждодневно. Шестерня присутствует в часах, в токарных станках, в насосах, в автомобиле ( коробка передач), тепловозы, комбайны, электровозы, в редукторах, металлургии , практически во всех сферах промышленности машиностроении, в буровых установках, в горной и угольной промышленности, на железной дороге и многих других отраслях.
Коронная шестерня применяется в часах. Зубчатая рейка применяется в составной части реечной передачи и используется на железной дороге, что обеспечивает перевозку грузов, пассажиров.  Шестерня с внутренним зацеплением незаменима в танкостроении, без неё башня танка не сдвинулась бы с места, используется так же в планетарии, куда мы приводим своих детей, чтобы посмотреть как вращаются звезды.  Механизм шестерни с внутренним зацеплением имеет очень высокий КПД и минимальные затраты на трение, что великолепно используется в насосах.  Секторные колеса ( зубчатые) применяют в маятниках, замках и в плунжерах насосов.
ак же есть шестерня в форме звезды, есть винтовые зубчатые колеса, которые имеют применение на непересекающихся валах, применение в токарных и фрезеровочных станках.  Коническая шестерня  - это специфическая деталь зубчатых передач, где оси валов расположены под определенным углом, как правило угол пересечения осей составляет 90*. Прямозубые конические шестерни -   самый распространенный вид конической шестерни, несмотря на то что они работают с повышенном шумом. Коническая шестерня с круговым зубом – название произошло от определенной окружности радиуса  линии зубьев, круговые шестерни отличаются плавным ходом и малой шумностью, но в изготовлении сложны. Применяются не часто. В автомобиле, в коробке передач, незаменимая деталь.  
Коническая шестерня с тангенциальным зубом
Коническая шестерня с  циклоидальной линией зуба и другие.