Ozubené kolo je disk, jenž přenáší kroutící moment mezi osami (hřídeli) nebo otočnými součástkami stroje. Tento disk nese označení „ozubený“ z toho důvodu, že má po obvodu tvarově definované zuby. Představuje základní konstrukční součásti mnoha strojů, využívá se mimo jiné i u převodovek. Ozubená kola se používají zejména pro převody se stálým poměrem a s malou osovou vzdáleností hřídelů. Pro jejich výrobu slouží nejen ocel, ale například i plast a mnohé další materiály. Z plastu se vyrábějí např. hračky.Ozubená kola jsou vyráběny několika způsoby:
kotoučovou frézou dělícím způsobem
Ozubené kolo upnuto v dělícím přístroji
Po vyfrézování jedné zubové mezery se kolo v dělícím přístroji pootočí na druhou mezeru
Nástrojem je kotoučová modulová fréza s podtáčenými (α = 10°až 16°) zuby
Důležité: Tvar zubové mezery se mění s počtem zubů (tzn. teoreticky jiný počet zubů = jiná fréza)
Nevýhoda: malá přesnost a pro ozubení do rychlostí 5m/s
stopkovou frézou dělícím způsobem
Profil nástroje odpovídá základnímu profilu ozubení (hřebení)
Fréza se odvaluje po obvodu obrobku, jednotlivé zuby frézy zajímají postupně polomy, jejíchž obálkou je evolventní bok zubu
Je to přesná metoda
Obráběné kolo se při výrobě otáčí
Nástroj je jeden pro daný modul, vyrobí přesně kolo s libovolným počtem zubů
Výhody: postačuje svislá frézka
Nevýhody: menší přesnost, pro soukolí do 5ms-1, nástroj upnut letmo ⇒ nachylný na ohyb ⇒ krátké posuvy a dlouhé výrobní časy
odvalovací frézou
nástroj se otáčí spolu s obrobkem , osy jsou na sebe téměř kolmé ( pouze u přímého ozubení odklon úhlu nástroje a u šikmého odklon úhlu nástroje a buď + a nebo - úhel sklonu zubu) Vytvožení ozubení probíhá pozvolna a všechny zuby najednou ( ne po jednom) nástroj je většinou soudečkovitého tvaru s několika břity
obrážením
Nejčastější způsob výroby ozubení
Nástrojem je odvalovací fréza- válcová tvarová fréza
břity mohou být: z výkonných rychlořezných ocelí,s tvrdými otěruvzdornými povlaky(TiN), s vsazenými hřebeny ze slin. karb.
Profil zubu je lichoběžníkový (základní profil)
Evolventa boku zubů frézovaného kola vznikne odvalem boku zubů frézy
Frézuje se celá hloubka zubové mezery najednou
obrážení odvalovacím způsobem je asi nejrozšířenější a nejrychlejší výhoda je výroba ozubení i do slepé díry nebo až k osazení třeba na hřídeli a to velmi přesně nevýhoda je poměrně malá dráha ozubení a na poměrně malém průměru
Pro dosažení přesnosti výrobku mohou být nekalená ozubená kola zpracována dokončovací operací ševingováním.
obrážecím nožem ve tvaru zubové mezery dělícím způsobem
Méně přesné a málo produktivní způsob
Nástroj má tvar zub. mezery
Obrobek se upíná do dělícího zařízení
Stroj se používá svislá obrážečka s dělícím stolem
Lze vyrobit kola s vnitřním ozubením
odvalovací obrážení nožem tvaru základního profilu (MAAG)
Přesnější, produktivnější než dělící způsob
Vyžaduje speciální obrážecí stroj
Nástrojem je hřebenový obrážecí nůž
Nástroj výrobně jednodušší
Zuby mají tvar lichoběžníkového základního profilu
Nástroj vykonává přímočarý vratný pohyb ve směru sklonu zubů a obráběné kolo se po něm odvaluje
[odvalovací obrážení ozubeným kotoučem (FELLOWS)
Koná přímočarý vratný pohyb a zároveň se otáčí
Obráběné kolo je upnuté na stole obrážečky a také se otáčí
Otáčky kola a nástroje jsou v opačném poměru počtu zubů
Na začátku se nástroj a obrobek nastaví na dotek
Nástroj se postupně přisouvá k obrobku → plnou hloubku zub. mezery
U velkých modulů je plné hloubky zub. mezry dosaženo až po několika otáčkách vyráběného ozubeného kola
Při zpětném pohybu je nástroj odsunut od obrobku vačkou
U výroby ozubených kol se šikmými zuby vykonává nástroj navíc šroubový pohyb a má šikmé zuby
broušením
Patří především do dokončovacích procesů
Používá se přeevším pro přesná kalená ozubená kola
Odstraňují se jím deformace po tepelném zpracování a nepřesnosti vzniklé po obrábění
Ozubená kola menších modulů lze brousit zplna bez předchozího obrábění
Kotouče z kubického nitridu boru
broušení dělícím tvarovým způsobem
způsob MILES
Brusný kotouč má tvar jednoho zubu základního profilu (lichoběžník)
Brusný kotouč rotuje, vykonává přímočarý pohyb podélný
Obrobek se odvaluje
Výhody: vysoká přesnost
Nevýhody: velká kontaktní plocha mezi kotoučem a obrobkem ⇒ tepelné zatížení (nutnost brousit za mokra)
broušení odvalovacím způsobem
způsob MAAG
Fiktivní ozubený hřeben je ralizován dvěma brusnými kotouči(miskové)
Úbytek kotouče je sledován diamantovým detektorem úbytku (při úbytku -1ηm se provádí změna polohy kotouče o +1ηm)
Úchylka od matematického tvaru evolventy ±2ηm
Nejpřesnější technologie!
Kotouče obrobku se dotýkají v malé kontaktní ploše lze brousit za sucha