A A A

Technologia kół zębatych

W silnikach spalinowych koła zębate mogą stanowić elementy mecha­nizmów o różnym przeznaczeniu. Najczęściej koła zębate są częściami skła­dowymi: przekładni napędu rozrządu, pompy olejowej oraz przekładni napędu tej pompy. Oprócz tego w silnikach samochodowych z zapłonem iskrowym często występują przekładnie zębate napędu rozdzielacza, a w silnikach lotniczych — przekładnie mocy łączące wał korbowy z wa­łem śmigła oraz przekładnie napędu sprężarki doładowującej. W przyto­czonych przypadkach mamy do czynienia zwykle z kołami walcowymi o zębach prostych oraz śrubowych i dlatego niniejszy rozdział będzie do­tyczył jedynie takich kół zębatych. Dokładność kół zębatych określa się wielkością dopuszczalnych błędów ukształtowania uzębienia oraz położenia zębów względem powierzchni osa­dzenia koła. Wymagania odnośnie dokładności ustala się w zależności od warunków pracy koła zębatego (prędkość obwodowa, przenoszona moc itp). Zazwyczaj koła zębate pod względem dokładności dzieli się na cztery klasy (najbardziej dokładną jest klasa I, a najmniej dokładną — klasa IV). W Polsce nie została dotychczas opracowana odpowiednia norma, ale mo­żna się posłużyć normą radziecką GOST 164346, która dotyczy walcowych kół zębatych 1) (dokładność kół stożkowych określa oddzielna norma GOST 175842). W silnikach spalinowych najczęściej stosowane są koła zębate o dokładności odpowiadającej klasie II lub III; odpowiadające im toleran­cje wykonania podane są w tablicy 35. Wymaganą dokładność innych wymiarów oraz wzajemnego położenia powierzchni określić można dla kół zębatych stosowanych w silnikach spa­linowych następującymi warunkami: 1)dokładność otworu piasty (lub czopa — w przypadku koła wykony­wanego jako jedna całość z wałkiem) w granicach 2, a niekiedy 1 klasy dokładności; 2)średnica zewnętrzna i szerokość wieńca oraz szerokość piasty — w granicach 4 lub 5 klasy dokładności z wyjątkiem kół zębatych pomp ole­jowych, w których średnicę zewnętrzną obrabia się dokładniej (w grani­cach klas 243); 3) dopuszczalne bicie powierzchni czołowych piasty względem osi otwo­ru 0,01540,02 mm dla małych i średnich kół zębatych i 0,0340,04 mm dla kół o średnicy powyżej 200 mm. Głównym czynnikiem decydującym o wyborze materiału na koła zębate jest wytrzymałość zęba oraz jak najmniejsze jego odkształcenie podczas obróbki cieplnej. Odkształcenie to bowiem prowadzi do nierównomiernego obciążenia zęba wzdłuż tworzącej, czego wynikiem jest miejscowy wzrost naprężeń. Zakłócenie prawidłowości zazębienia wywołane odkształcenia­mi może stanowić ponadto jedną z przyczyn hałaśliwej pracy przekładni. Na koła zębate silnie obciążone stosuje się najczęściej stale do nawęglania: chromowe 15H i 20H, chromowomanganowe 15HG i chromowomanganowomolibdenowe 15HGM, a na najbardziej obciążone — wysokostopowe stale chromowoniklowe z dodatkiem wolframu lub bez, jak stale 13HN3, 18H2N2, 12H2N4 i 18HNWA. Koła zębate przekładni prze­noszących mniejsze momenty obrotowe, jak np. koła przekładni napędu rozrządu, wykonuje się ze stali do ulepszania cieplnego (45,40H, 40HN, 40HNMA i inne), ze stali węglowej 45 i 40 do powierzchniowego harto­wania zębów, żeliwa oraz z mas plastycznych, najczęściej z tekstolitu.