Основни принципи и характеристики на зъбния вал
A зъбен вале механичен компонент, използван при въртене за прехвърляне на движение, въртящ момент или огъващ момент, поддържащ въртящи се части. Обикновено това е компонент с форма на метална пръчка с различни диаметри в няколко части. Чрез зацепването и движението на зъбното колело зъбният вал генерира промени в скоростта и въртящия момент между последователните предавки, като по този начин позволява предаването на различни скорости и въртящ момент.
Неговата работна концепция се върти върху зацепването на предавките. Чрез зацепване на зъбни колела едно зъбно колело се върти и изпраща мощност към следващото зъбно колело, така че съседното зъбно колело също започва да се върти. Предаването на различна скорост и въртящ момент чрез комбинации от зъбни колела, станало възможно благодарение на конструкцията на зъбния вал, помага да се задоволят изискванията на много индустриални приложения.
Основните характеристики на зъбните валове включват:
Висока ефективност на трансмисията: зъбните лагери осигуряват голяма ефективност на трансмисията, като по този начин ефективно разпределят мощността.
Висока надеждност: Високата надеждност и дълготрайност на зъбните валове са резултат от техния разработен дизайн и производствени техники.
Високи изисквания за точност: За да се гарантира гладко зацепване на зъбните колела и надеждна работа, производството на зъбни валове изисква много точни техники на обработка.
Висока гъвкавост: Комбинирането на няколко предавки, променливи предавателни числа и изходна мощност позволява да се задоволят изискванията на няколко приложения
Анализ на технологията на обработка
Намиране на показатели за сравнение: Адаптиране към композитната структура на зъбния вал („Вал + зъбно колело“)
Зъбният вал е компонент на зъбно колело (изискващ осигуряване на прецизност на профила на зъбите на зъбното колело и прецизност на позиционирането на вала), както и компонент на вал (изискващ осигуряване на коаксиалност и цилиндричност).
Намиране на бенчмарк стратегия:
Груб бенчмарк: Основно въз основа на външния диаметър (конвенционален избор за груба обработка на компоненти на вала, осигуряващ еднакъв запас на материала);
Фин бенчмарк: Основно въз основа на двата крайни централни отвора (основен бенчмарк за прецизна обработка на валове, постигане на "еталонна унификация", като същевременно отговаря на високите изисквания за коаксиалност за обработка на профила на зъбните колела);
Обработка на-отвора: Запазете позиционирането на централния отвор с помощта на конусовидни дюбели/дорници със заострена втулка (решение на проблема със загубените еталони за позициониране след обработка на-отвора, като по този начин се гарантира, че централната линия на вала остава еталон през цялото време на обработка на профила на зъбите на зъбното колело).
Тези методи едновременно отговарят на еталонните изисквания както за обработката на цилиндричната повърхност на вала, така и за обработката на профила на зъбното колело, представлявайки типични технически подходи за обработка на вал на зъбно колело.
Термична обработка: Съответствие на изискванията за ефективност на "висока якост и издръжливост + устойчивост на износване" на зъбните валове
Зъбните валове трябва едновременно да отговарят на следните изисквания:
Тяло на вала: Понася въртящ момент (изискващ здравина и издръжливост, постигнати чрез закаляване и отвръщане).
Повърхност на зъбите: Издържа на износване (изисква висока твърдост, постигната чрез локално закаляване).
Последователност на топлинна обработка:
Нормализиране (след коване): Елиминиране на напреженията при коване, усъвършенстване на размера на зърното и увеличаване на обработваемостта (стандартна предварителна -обработка за заготовки на валове);
Закаляване и темпериране (след груба обработка): Елиминиране на напреженията при груба обработка и осигуряване на здравина и издръжливост на тялото на вала (за да отговарят на критериите за механични свойства); закаляване и темпериране след груба обработка
Локализирано закаляване (върху важни повърхности като зъби на зъбни колела, след полу-обработка): подобрява повърхностната твърдост на зъба (устойчивост на износване) чрез последващо полиране, за да се премахне деформацията при закаляване, като по този начин се балансират производителността и точността.
Включвайки основната обосновка за топлинна обработка на зъбни колела, тази процедура отговаря точно на композитните критерии за ефективност на зъбните валове за „обща здравина и издръжливост + повърхностна устойчивост на износване“.
Последователност на обработка: Координиране на конфликтите на процеса между „обработка на вал + обработка на зъбни колела“
Обработката на зъбния вал създава трудности при обработката при координиране на последователността между "обработка на цилиндрична повърхност на вал" и "обработка на профил на зъбно колело" (напр. времето за обработка на профила на зъба трябва да балансира референтната прецизност и деформацията на термичната обработка).
Планиране на последователността:
Първо основната повърхност: Първо обработете централния отвор (референтна прецизност), след това външния диаметър (груб → полу{0}}финиш → финал);
Разделете грубата и крайната обработка: Използвайте термична обработка като гранична-груба обработка преди темпериране, полу-завършена обработка преди охлаждане и крайна обработка след охлаждане (за да избегнете интерференция на напрежението, засягаща прецизността);
Специална обработка за профилна обработка на зъбни колела:
Груб профил на зъбите на зъбно колело: График след полу{0}}завършена обработка на външния диаметър на вала (използвайте по-прецизния референтен външен диаметър, за да подобрите прецизността на грубата обработка на профила на зъбите на зъбното колело);
Завършващ профил на зъба: Планирано след крайната обработка на външния диаметър на вала (за да се елиминира деформацията на закаляването на повърхността на зъба и да се осигури коаксиалност между профила на зъба и вала);
Вторични повърхности (шпонкови канали и т.н.): Планирани след завъртане на външния диаметър/грубо шлайфане и преди завършване на шлайфане (за избягване на периодични вибрации при рязане, влияещи върху прецизността на вала, като същевременно защитава повърхността на вала след завършване на шлайфане).
Тези правила конкретно се отнасят до конфликтите на процеса при „композитната обработка на зъб-вал“ на зъбни валове и са основните съображения при проектирането на последователностите за обработка на зъбни валове.
Основни области на приложение
Механични трансмисионни системи: Зъбните валове се използват широко в много механични трансмисионни системи, включително производствено оборудване във фабрики и зъбни валове на превозни средства, включително автомобили, самолети и кораби.
Намаляване и увеличаване на скоростта: Комбинирането на зъбни колела с различни размери и брой зъби помага да се постигне или намаляване или увеличаване на скоростта, като по този начин се адаптира към различни оперативни нужди.
Предаване на въртящия момент: Зъбните валове ефективно предават въртящия момент, като по този начин позволяват предаването на мощност между компонентите и запазване на стабилността на системата.
Прецизни машини: В приложения като CNC машинни инструменти и печатно оборудване, които изискват високо-прецизен контрол на движението, зъбните валове са много жизненоважни.