Jak powstają koła zębate?

Koła zębate są istotnym elementem wszystkich układów mechanicznych, gdzie zachodzi potrzeba przekazywania momentu obrotowego między poszczególnymi podzespołami maszyny. Ze względu na duże obciążenia muszą one być wykonane z odpowiednio dobranych materiałów, z konieczną przy danym zastosowaniu precyzją oraz w sposób umożliwiający uzyskanie konkretnego przełożenia. Producenci kół zębatych stosują różne technologie ich wytwarzania. Przyjrzyjmy się temu nieco bliżej.

Czym charakteryzują się koła zębate?

Koła zębate pozwalają na przenoszenie ruchu obrotowego z jednego wałka na inny za sprawą nacisku oraz sprzężenia ciernego między zębami współpracującej ze sobą pary. Dla uzyskiwania potrzebnego przełożenia istotna będzie średnica koła oraz moduł zęba, ponieważ przekłada się ona na ilość znajdujących się na nim zębów. Dla efektywności oraz trwałości układu znaczenie ma geometria uzębienia, a więc jego linia oraz kształt poszczególnych zębów. Ze względu na położenie osi wałka napędzającego i napędzanego rozróżniamy przekładnie z kołami zębatymi walcowymi oraz stożkowymi.

Jak wygląda produkcja kół zębatych?

Koła zębate wykonuje się zwykle ze stali lub niektórych stopów metali nieżelaznych gwarantujących dobrą odporność na obciążenia mechaniczne i proces ścierania. W zależności od zastosowanej technologii uzębienie kół wykonujemy w procesie obróbki skrawaniem poprzez dłutowanie albo frezowanie. W przypadku dłutowania stosuje się specjalne narzędzie (dłutak), przypominające zarysem gotowe koło zębate. Wykonuje ono ruch posuwisto-zwrotny i przemieszczając się w osi pionowej, skrawa materiał, tworząc kolejne zęby. Następuje to podczas jednoczesnego obrotu narzędzia oraz przedmiotu obrabianego. Cała procedura jest powtarzana do momentu, aż zęby zostaną nacięte na całym obwodzie materiału na odpowiednią głębokość. Obróbka uzębienia metodą frezowania może być przeprowadzana na dwa sposoby.  Pierwszy - przy pomocy frezów krążkowych; zęby nacinane są pojedynczo, narzędzie przemieszczają się równolegle do osi obrotu powstającego koła, koło jest wtedy nieruchome. Drugi - metoda obwiedniowa, wykorzystuje się tu specjalne frezy ślimakowe, zarówno koło obrabiane jak i narzędzie skrawające wykonują ruch obrotowy. W celu uzyskania lepszej geometrii uzębienia, zęby poddaje się obróbce utwardzania oraz szlifowania. Gwarantuje to cichszą pracę przekładni zębatej oraz znacznie wydłuża jej żywotność.