Зубчатые колёса — самый массовый тип деталей в кинематике токарного станка: они установлены в коробке скоростей, коробке подач, гитаре сменных колёс, фартуке и суппортных узлах. Разные пары решают разные задачи — от передачи основного крутящего момента шпинделю до точного согласования шага резьбы, — поэтому и требования к модулю, материалу и термообработке у них существенно различаются. Ниже — как устроена шестерня как тип детали, какой стандартный ряд модулей действует в машиностроении и на что смотреть при подборе замены.

Что такое модуль и число зубьев шестерни

Модуль зубчатого зацепления — линейная величина, равная отношению шага зубьев к числу π; она определяет размер зуба и должна совпадать у обеих шестерён пары, а число зубьев вместе с модулем задаёт делительный диаметр колеса и передаточное отношение пары.

Модуль — стандартизированная величина: ГОСТ 9563 задаёт ряд значений модуля (например, из мелких значений: 1; 1,25; 1,5; 2; 2,5; 3; 4; 5; 6 мм и далее по стандартному ряду), из которого проектировщик выбирает нужное при разработке передачи, а не произвольное дробное число. Две зацепляющиеся шестерни обязаны иметь одинаковый модуль — иначе зубья не войдут в правильное зацепление по высоте и профилю. Число зубьев каждого колеса пары, в свою очередь, задаёт передаточное отношение: отношение числа зубьев ведомого колеса к ведущему показывает, во сколько раз меняется частота вращения между валами. Ширина венца определяет несущую способность зуба по контактной прочности — чем выше нагрузка, тем шире делают венец при том же модуле.

Типы шестерён в узлах токарного станка

В кинематике токарного станка встречаются цилиндрические прямозубые и косозубые колёса, конические колёса для передачи движения под углом, червячные пары и блоки шестерён, объединяющие несколько венцов в одной детали.

  • Цилиндрическая прямозубая — применяется в коробке скоростей, коробке подач, фартуке, гитаре сменных колёс; типичный износ — выкрашивание и питтинг рабочей поверхности зуба.
  • Цилиндрическая косозубая — передачи с повышенными требованиями к плавности хода и меньшим шумом; износ аналогичный, плюс осевое смещение при износе упорного подшипника.
  • Коническая — разворот движения на угол, например в верхнем суппорте; износ ускоренный по сравнению с цилиндрической при той же нагрузке.
  • Червячная пара — механизмы точной подачи, приводы фартука; износ витков червяка и зубьев колеса, рост бокового зазора.
  • Блок шестерён — переключаемые передачи коробки скоростей и подач; неравномерный износ разных венцов в зависимости от частоты использования передачи.

Блок шестерён — частный случай, требующий отдельного внимания при заказе: в одной детали объединено несколько зубчатых венцов с разным числом зубьев, и при повреждении даже одного венца заменять приходится всю деталь целиком, а не отдельный зубчатый профиль.

Материалы и термообработка зубчатых колёс

Для зубчатых колёс станков применяются конструкционные и легированные стали с последующей термообработкой рабочей поверхности зуба — закалкой или химико-термической обработкой (цементацией, азотированием), повышающей твёрдость и износостойкость при сохранении вязкой сердцевины.

Выбор конкретной марки стали и вида термообработки для каждой шестерни определяется чертежом детали и зависит от нагруженности передачи, требуемого ресурса и технологии изготовления — единой марки стали «для всех шестерён станка» не существует, поэтому при изготовлении детали по образцу материал подбирается индивидуально под конкретную позицию. Общий принцип термообработки — упрочнение поверхностного слоя зуба при сохранении более вязкой и менее твёрдой сердцевины, что даёт сочетание износостойкости рабочей поверхности с сопротивлением зуба к сколу под ударной нагрузкой.

Как подобрать шестерню взамен изношенной

Для подбора шестерни по шифру достаточно паспортного обозначения детали; при отсутствии маркировки деталь идентифицируют по числу зубьев, модулю, ширине венца, посадочному диаметру отверстия и типу зуба (прямой, косой, конический).

Модуль изношенного колеса без читаемой маркировки определяется по делительному диаметру и числу зубьев расчётным путём либо измеряется штангензубомером непосредственно с детали или её парного колеса, находящегося в исправном состоянии. Число зубьев считается по самому колесу — здесь ошибка исключена, если деталь цела хотя бы частично. Посадочный диаметр отверстия под вал или шпонку измеряется штангенциркулем или нутромером. Тип зуба определяется визуально. Совокупность этих параметров, сверенная по паспортной таблице конкретной модели станка, позволяет однозначно определить деталь для заказа даже без сохранившейся маркировки шифра.

Типичные ошибки при подборе шестерни

Самые частые ошибки — заказ детали только по числу зубьев без проверки модуля, а также попытка подобрать шестерню «на глаз» по внешнему сходству без замера ширины венца и посадочного диаметра.

Две шестерни с одинаковым числом зубьев, но разным модулем, будут разного размера и не подойдут в зацепление с парным колесом — поэтому модуль всегда нужно подтверждать измерением, а не предполагать по общему виду детали. Ширина венца влияет не на зацепление, а на несущую способность и осевое положение колеса на валу — при заказе детали с меньшей шириной венца, чем в оригинале, ресурс передачи снижается даже при совпадении модуля и числа зубьев. Посадочный диаметр отверстия и шпоночного паза необходимо сверять отдельно — совпадение зубчатого профиля не гарантирует совпадения посадочного места под конкретный вал.

Как заказать зубчатое колесо

Для заказа используют шифр по паспорту станка; без шифра — полный набор параметров (число зубьев, модуль, ширина венца, посадочный диаметр, тип зуба), которые сверяются с чертежом или образцом детали.

Подобрать деталь: td-rss.ru

Заказ и поставка

Поставка запчастей для токарных станков из Москвы и Рязани.

Номенклатура: валы, вал-рейки, вал-шестерни, ходовые винты, гайки маточные, диски фрикционные, зубчатые и конические колёса, червячные пары, обгонные и фрикционные муфты, шкивы, электромуфты, ШВП, резцедержатели, револьверные головки, оснастка для патронов.

Модели: 1М63, 1М63Н, 163, ДИП-300, 1Н65, 16К20, 16К40, 1К62, РТ983, 1П756ДФ3, РТ117, РТ817, 16М30Ф3, РТ301 и другие.

  • Email: zakaz@td-rss.ru
  • Сайт: td-rss.ru

Подобрать конкретную запчасть вы можете у нас на сайте в разделе Каталог ТД РУССтанкоСбыт

Изготовление ПАТРОНОВ
Изготовление ПОДШИПНИКОВ
Изготовление ЦЕНТРОВ
Изготовление СУППОРТОВ
Изготовление ПЛАНШАЙБ
Изготовление ШВП
Изготовление ВИНТОВ
Изготовление ВАЛОВ
Изготовление ВТУЛОК
Изготовление ШЕСТЕРНЕЙ / ШЕСТЕРЁН
Изготовление ЛЮНЕТОВ
Изготовление ЗАЩИТНЫХ КОЖУХОВ
Изготовление КАБИНЕТНЫХ ЗАЩИТ
Изготовление ВКЛАДЫШЕЙ
Изготовление ЗАХВАТОВ
Изготовление ГАЕК
Изготовление МУФТ
Изготовление ВКЛАДЫШЕЙ И ЗАХВАТОВ
Изготовление РОЛИКОВ СГЛАЖИВАЮЩИХ И УПРОЧНЯЮЩИХ
Изготовление РЕВОЛЬВЕРНЫХ ГОЛОВОК

Частые вопросы

  1. Что такое модуль зубчатого колеса простыми словами? Величина, задающая размер зуба; чем больше модуль, тем крупнее зуб. Модуль обязан совпадать у обеих шестерён пары, чтобы они правильно зацеплялись.
  2. Как определить модуль шестерни без чертежа? По делительному диаметру и числу зубьев расчётным путём или прямым измерением штангензубомером с самой детали.
  3. Из какого материала делают шестерни станков? Конструкционные и легированные стали с последующей термообработкой рабочей поверхности зуба — конкретная марка и вид обработки определяются чертежом каждой отдельной детали.
  4. Что такое блок шестерён и почему его нельзя заменить частично? Деталь с несколькими зубчатыми венцами разного числа зубьев, изготовленная как единое целое — при повреждении одного венца меняют всю деталь.
  5. Почему нельзя подобрать шестерню только по числу зубьев? Две шестерни с одинаковым числом зубьев, но разным модулем, будут разного размера и не подойдут в зацепление с парным колесом.
  6. Какой стандарт задаёт ряд модулей зубчатых передач? ГОСТ 9563 — стандартный ряд значений модуля, из которого выбирается модуль при проектировании зубчатой передачи.
  7. Как заказать шестерню без шифра и чертежа? По измеренным параметрам детали — числу зубьев, модулю, ширине венца, посадочному диаметру и типу зуба.