Зубчатые колеса со ступицей представляют собой высокотехнологичные элементы механических трансмиссий, объединяющие зубчатый венец и центральную посадочную часть для крепления на валу. Конструктивное решение с отдельной ступицей обеспечивает рациональное использование прочных материалов, упрощает монтаж и повышает ремонтопригодность приводных систем. Иннер Инжиниринг предлагает цилиндрические прямозубые и косозубые колеса со ступицей, изготовленные по стандартам ISO, DIN и ГОСТ для редукторов, станков, транспортеров и промышленного оборудования.

Конструктивные особенности и технические преимущества

Зубчатое колесо со ступицей состоит из трех функциональных элементов: зубчатого венца, диска и центральной ступицы с посадочным отверстием. Такая компоновка позволяет изготавливать венец из высокопрочной легированной стали с последующей термообработкой, а ступицу из более доступных конструкционных сталей. Прямозубая шестерня со ступицей характеризуется следующими параметрами:

Модуль зацепления от 1 до 10 мм согласно стандартам DIN 780 и ISO 54 для универсальной совместимости
Количество зубьев от 12 до 120 с углом профиля 20 градусов по эвольвентному профилю
Посадочное отверстие ступицы под расточку или со шпоночным пазом по DIN 6885 для надежной фиксации
Класс точности от 9 до 6 по ISO 1328-1 для высокоскоростных и нагруженных передач
Материалы: сталь С45, 40Х, 40ХН с поверхностной закалкой до твердости 55-62 HRC
Отношение ширины венца к диаметру 0,6-1,2 для оптимального распределения нагрузок

Использование цилиндрических зубчатых колес со ступицей снижает материалоемкость на 25-40 процентов по сравнению с монолитными конструкциями, сохраняя при этом показатели прочности и долговечности.

Типы зубчатых колес со ступицей и области применения

Классификация зубчатых колес со ступицей основывается на геометрии зуба, методе термообработки и назначении:

Прямозубые колеса со ступицей - для параллельных валов с межосевым расстоянием до 500 мм, применяются в редукторах общего назначения, подъемных механизмах, конвейерных системах
Косозубые колеса со ступицей - с углом наклона зуба 8-25 градусов для плавной работы при средних и высоких скоростях в станках ЧПУ, компрессорах, насосном оборудовании
Колеса со ступицей и калеными зубьями - с поверхностной закалкой ТВЧ или цементацией на глубину 1-3 мм для тяжелонагруженных передач в металлургии, горнодобывающей промышленности
Колеса под расточку - с цилиндрическим отверстием без шпоночного паза для последующей механической обработки под конкретный диаметр вала
Колеса с готовым посадочным местом - со шпоночным пазом и установочным винтом для быстрого монтажа без дополнительной обработки

Шестерня со ступицей используется в зубчатых передачах автомобильных КПП, буровых установок, экскаваторов, прокатных станов, роботизированных линий, где требуется высокая надежность при переменных нагрузках.

Расчетные параметры и критерии выбора

При подборе зубчатых колес со ступицей инженеры учитывают расчетную нагрузку, скорость вращения и условия эксплуатации. Основные параметры для спецификации:

Делительный диаметр определяется произведением модуля на количество зубьев согласно формуле d = m × z
Межосевое расстояние рассчитывается как половина суммы делительных диаметров шестерни и колеса
Ширина зубчатого венца выбирается с коэффициентом 8-12 от модуля для обеспечения контактной прочности
Диаметр посадочного отверстия ступицы соответствует диаметру вала с допуском по системе H7/h6
Передаточное число определяет соотношение угловых скоростей ведущего и ведомого валов
Коэффициент запаса прочности не менее 1,5 для статических нагрузок и 2,5 для динамических режимов

Расчет зубчатой передачи выполняется по методикам ISO 6336 с учетом контактных напряжений, напряжений изгиба и коэффициента безопасности для конкретных условий работы механизма.

Материалы и методы упрочнения зубчатых венцов

Выбор материала для изготовления зубчатых колес со ступицей определяется величиной передаваемого крутящего момента и режимом эксплуатации. Зубчатый венец производится из конструкционных легированных сталей с различными видами термической обработки:

Сталь С45 (аналог AISI 1045) с нормализацией для средненагруженных передач с твердостью 180-230 HB
Сталь 40Х с объемной закалкой для повышения прочности до 280-320 HB в редукторах и приводах
Сталь 20ХН2М с цементацией на глубину 0,8-1,5 мм и твердостью поверхности 58-62 HRC для износостойких зубчатых передач
Индукционная закалка ТВЧ обеспечивает поверхностную твердость 50-55 HRC при сохранении вязкой сердцевины
Азотирование для антикоррозионной защиты и снижения коэффициента трения в химической промышленности

Для тихоходных механизмов применяется серый чугун СЧ20, обладающий демпфирующими свойствами и низкой стоимостью. Ступица изготавливается из конструкционных сталей Ст3, 35, 45 без дополнительной термообработки.

Поставка зубчатых колес со ступицей от Иннер Инжиниринг

Компания Иннер Инжиниринг осуществляет комплексные поставки цилиндрических зубчатых колес со ступицей российского и импортного производства. Широкий складской ассортимент, техническая поддержка инженеров, изготовление по чертежам заказчика. Гарантия соответствия стандартам ISO, DIN, ГОСТ и оперативная доставка по России.

Запросить коммерческое предложение

Техническое сопровождение и консультации специалистов

Инженеры Иннер Инжиниринг выполняют расчет зубчатых передач, подбор оптимальных материалов и термообработки, разработку технической документации. Консультируем по вопросам монтажа зубчатых колес на валу, выбору смазочных материалов и периодичности технического обслуживания. Обращайтесь за профессиональной помощью в проектировании надежных трансмиссионных узлов для вашего оборудования.