Для чего нужна ступица в зубчатом колесе

Опубликовано: 14.05.2024

На текущем ремонте ТР-3 осматривают зубчатое колесо и проверяют, нет ли трещин зубьев, износа, ослабления ступицы зубчатого колеса на оси. При наличии излома зубьев или трещины у их основания зубчатое колесо подлежит замене. Уменьшение толщины зуба вследствие износа, измеренное по делительной окружности штангензубомером, допускается до 3 мм. На колесных парах с упругими зубчатыми колесами при текущем ремонте ТР-3 осматривают и проверяют состояние резиновых и металлических втулок. [46]

При проектном расчете обычно определяют диаметр выходного конца вала, а для промежуточных валов - посадочный диаметр под ступицу зубчатого колеса . [47]

Оба зубчатых колеса окончательно обрабатываются раздельно, затем комплектуются: зубчатое колесо с числом зубьев гг насаживается на ступицу зубчатого колеса с чис-слом зубьев z2 и закрепляется тремя винтами без последующей штифтовки. При этом возможны следующие посадки: 0 10 A IC, 0 10 А / С, 0 10 HJCi, 0 ЮН / С. [49]

В зависимости от того, какая из шлицевых муфт - вторичного вала или вала реверса - входит в зацепление со ступицей режимных зубчатых колес , выходной вал получает то или иное направление вращения. Режим же движения определяется тем, с каким именно колесом - 18 или 19 - соединена шлицевая муфта. Вторая шлицевая муфта остается при этом в нейтрали и вращается независимо от зубчатых колес. От выходного вала момент через карданные валы передается на осевые редукторы тележек тепловоза. [50]

Если зубчатое колесо ( рис. 199) сдвинуть влево до контакта с левой втулкой, то зазор х образуется между правым торцом ступицы зубчатого колеса и правой втулкой подшипника. [52]

Овальность и конусность посадочных отверстий зубчатых колес и базовых шеек валов-шестерен под подшипники должны быть в пределах половины допуска на диаметр, а неплоскостность торцов ступиц зубчатых колес и опорных торцов валов-шестерен - в пределах допуска на торцовое биение. [53]

Несоосность поверхностей базовых шеек валов-шестерен под подшипники и торцовое биение опорных торцов валов-шестерен должны быть не более 0 01 мм, а биение опорных торцов ступиц насадных зубчатых колес - не более 0 02 мм. [54]

Ступица – сердцевина во вращающемся механизме, с отверстием для посадки на вал/ось. Служит основной деталью колеса и подвески, предназначена для фиксации и установки колеса, а также всех его компонентов. Обеспечивает доступ к другим деталям в случае поломки, кроме тех ситуаций, когда выходит из строя тормозной барабан, диск или подшипник.

Классификация ступиц

Для ведущих управляемых и неуправляемых колес. Для неуправляемых: деталь устанавливается на ведущих осях легковых/грузовых автомобилях, в том числе и спецтехнике, но только с задним приводом. Для управляемых: ступица размещается на переднем мосту автотранспортных средств с передним приводом, оптимальна также и для полноприводных автомобилей.
Для ведомых управляемых и неуправляемых колес. Для управляемых колес: крепится на передних колесах, но для машин с задним приводом. Для неуправляемых: установка ступицы предусмотрена на задние колеса, но с передним приводом.

Функции и задачи ступиц

Ступица, как часть подшипника, обеспечивает колёсам автомобиля полноценное вращение. Все ступицы передают крутящий момент колесу, удерживают тормозную систему авто, крепят колесо к подвеске, вращают его вокруг оси. За счёт этого автомобиль осуществляет свою главную функцию – едет.
В передних и задних колёсах детали подшипника выполняют немного разные функции.
Основные задачи ступиц передних колёс – соединение диска с поворотным механизмом, торможение и движение автомобиля в целом, если он переднеприводный. Дело в том, что в этом случае именно через эту запчасть происходит вращение колеса. В заднеприводных автомобилях важными являются не только передние, но и задние ступицы. Они обеспечивают крутящий момент, ответственные за тормозной путь машины, оснащены датчиками движения и скорости (в современных иномарках).

Для чего нужна ступица колеса

• передача крутящего момента колесу;
• удержание узлов на полуоси;
• обеспечение вращения колеса;
• удержание барабана и тормозного диска;
• фиксация диска колеса.

Конструкционные особенности

Конструкция ступицы состоит из обода со шпильками или отверстиями – они нужны для крепежа колеса. Во внутренней части изделия есть специальное посадочное место для подшипника. В запчасти есть также отверстие, чтобы установить полуось. А в дорогих современных авто можно также увидеть «гнездо» - это посадочное место для датчика АБС. Конструкция подшипника может отличаться: бывают конусообразные и роликовые. Бывают ещё шариковые, но их сейчас использовать не рекомендуют.

Чертеж ступицы

Назначение

Функциональные особенности детали в первую очередь сказываются на работе тормозного и рулевого управления. Благодаря работе ступицы осуществляется вращения колеса вокруг оси, при этом подвеска закреплена и надежно удерживается на посадочном месте.

Особенности крепления

Ступица крепится к подшипнику или двум, благодаря чему имеет возможность вращаться и передавать это вращение колесу. Металлическую запчасть прикрепляют шайбой или несколькими гайками. Само изделие устанавливают на край коленвала с помощью подшипника. Сейчас обычно ступицы крепят к роликовым или конусным подшипникам. Изделие для крепления колеса изготавливают из высокопрочного металла в виде цельнолитой болванки. Заготовку потом мастер обрабатывает на станке до готовой запчасти.

Для каких видов спецтехники применяется

• строительной: бетономешалки, автокраны и экскаваторы;
• подъемной: автовышки, краны-манипуляторы, погрузчики;
• коммунальной: снегоуборочные машины;
• сельскохозяйственной: уборочные машины;
• дорожной: бетоноукладчики и асфальтоукладчики, а также катки.

Стандартные характеристики и размеры

Подшипниковые детали для крепления колёс изготавливают разного размера. Речь идёт о диаметре ступицы. Размерные характеристики запчасти всегда будут зависеть от марки автомобиля и размера колёсных дисков. Производители придерживаются правила: цилиндр металлического изделия должен всегда совпадать с размером колеса автомобиля. Определением этих параметров занимается специальная система – DLA. Дело в том, что большие колёса на ступицах маленького диаметра будут болтаться. Иногда для колёсных дисков большого диаметра, под которые не подходит стандартная ступица, устанавливают дополнительное переходное кольцо.

Причины поломки и замена ступицы

Из-за поломанной ступицы может барахлить тормозная система. Если вовремя обнаружить и устранить поломку детали, можно избежать серьёзных аварий и трат на более сложный ремонт. Причинами поломки детали подшипника могут стать: агрессивная и неаккуратная езда, «дрифтование», протирание брюхом автомобиля гравия, песка или грязевой жижи на дорогах, регулярное попадание колёсами в ямы и на кочки, перегруз. В некоторых случаях, запчасть может выйти из строя из-за изначального брака при сборке на заводе. Среди основных признаков выхода из строя запчасти – слабые толчки, неприятный звук, ощущение вибрации кузова, укачивание.

Определить поломку ступицы поможет стук и слух

- Первый способ – постучать о колесо ногой. От лёгких ударов шины не должны ни шататься, ни люфтовать. Если же ощутили шатание или заметили зазор между запчастями при постукивании, то это сигнал о поломке.

- Другой вариант – прислушаться во время езды. Если из-под колёс доносится неприятный режущий звук или любой другой посторонний шорох – деталь колеса следует немедленно заменить.

На передних и задних колёсах неисправность запчасти определяют по-разному.
На передних шинах это сделать проще. Нужно разогнать автомобиль до скорости 60 км/час и выше и повилять по дороге в разные стороны. Если поломался левый подшипник, то звук будет усиливаться на левом повороте, а если правый – соответственно при повороте вправо.
Неисправные ступицы на задних колёсах ведут себя иначе. Определить, какая поломалась – трудно. Бывает, что неприятный звук доносится справа, но сломана левая запчасть. Опытные автомобилисты советуют приподнять корму авто, после чего покрутить колесо в разные стороны. Одно и другое. Там, где услышите хруст, посторонний звук или обнаружите люфт – нужен ремонт либо замена детали.

Подшипники ступицы

Данная деталь представляет собой подшипник качения, состоящий из внутренних/наружных колец и сепаратора. Какие виды выделяют:

Автомобильная ступица — важный узел ходовой части. В процессе эксплуатации он принимает на себя большие нагрузки, а также обеспечивает надежное соединение колеса с деталями подвески и тормозов. Разберемся подробнее, какие ступицы бывают, их устройство и диагностика неисправностей.

ЧТО ТАКОЕ СТУПИЦА

Ступица — это узел, соединяющий подшипниковую часть с подвеской, для свободного вращения колеса. Принцип действия осуществляется за счет роликов подшипника, позволяющих колесу и тормозному диску вращаться. За счет подшипника колесо имеет возможность вращаться. В зависимости от модификации, ступица может быть интегрирована с тормозным диском и барабаном. Также ступица может включать в себя датчик ABS, шпильки для крепления колеса, гребенки ABS. Простые модификации ступиц производят отдельно от подшипника.

ДЛЯ ЧЕГО НУЖНА СТУПИЦА

Вне зависимости от марки и модели авто, каждое колесо “сидит” на ступице. Это позволяет колесу и тормозному диску вращаться относительно поворотного кулака или балки с помощью подшипника. В случае с ведущими колесами ступица передает крутящий момент через полуоси, для этого в ней есть специальные шлицы, куда вставляется привод (выходной вал) КПП.

УСТРОЙСТВО СТУПИЦЫ

Учитывая то, что ступица работает под высокой нагрузкой, ее корпус изготавливается из прочной литой “болванки”. Размеры ступиц и степень прочности рассчитывается при создании автомобиля, где учитывается вес авто, размер колес, скоростные характеристики. Ступица устроена следующим образом:

округлый корпус имеет резьбовые отверстия для крепления к балке или поворотному кулаку;
снаружи ступичного узла имеются отверстия под болты крепления колеса или шпильки, которые монтируются в узел путем запрессовывания;
подшипник, как правило, роликовый двухрядный, реже встречаются конические подшипники (большой и малый);
наличие гребенки и датчика вращения колеса (для системы ABS);
крепление подшипника (запрессовывается внутренняя часть в обойму или наружная).

ВИДЫ СТУПИЦ И ПОДШИПНИКОВ

В ступичных подшипниках телом качения являются шариковые или конические ролики. По степени нагрузки подшипник может быть однорядным и двухрядным. Часто конические ролики идут однорядными за счет применения двух подшипников в ступице (малый и большой). Двухрядные подшипники получили широкое применение благодаря высокой прочности и надежности, а значит их ресурс может достигать сотен тыс. км.

Конические подшипники — обслуживаемые, нуждаются в периодическом обновлении высокотемпературной смазки, обязательно наличие защитного чехла для предотвращения попадания грязи и влаги. Требуется периодическая регулировка путем момента затяжки ступичной гайки.

Двухрядные подшипники — необслуживаемые. Чаще всего меняются вместе со ступицей. Подшипник с двух сторон закрыт пластиковым чехлом для надежной герметичности. Не поддаются регулировке, при возникновении люфта требуется замена.

Ступицы делятся на три категории:

для неуправляемых ведущих колес — устанавливаются на заднюю ось авто, жестко соединяется с чулком моста или поворотным кулаком. Имеет внутренние шлицы для полуоси, которая зажимается гайкой к ступице;
для ведомых неуправляемых колес — (передний привод) монтируются на заднюю ось за счет крепления к балке или цапфе. От модификации авто зависит тип подшипников и ступиц (может быть одним целым с барабаном или тормозным диском). Отличается простой конструкцией;
для ведущих управляемых колес — представляет собой узел, крепящийся на поворотный кулак. Имеет шлицевое отверстие под полуось, возможно наличие датчика ABS. На современных авто ступица необслуживаемая.

ПРИЧИНЫ И ПРИЗНАКИ ПОЛОМКИ СТУПИЦЫ

В процессе эксплуатации машины ступицам свойственно изнашиваться по следующим причинам:

естественный износ подшипника;
установка больших колес, чем рекомендовано заводом-изготовителем (низкий профиль резины, большая ширина диска);
эксплуатация авто на плохом дорожном покрытии (ступичный узел принимает на себя удары);
некачественное изделие;
сильная или слабая затяжка ступичного болта или гайки.

повышенный шум со стороны изношенного узла;
авто сходит с колеи;
повышенная вибрация при движении.

Крайне важно вовремя определить неисправность подшипника, иначе это приведет к его заклиниванию, что крайне опасно на высокой скорости!

СОВЕТЫ, КАК ОПРЕДЕЛИТЬ И ДИАГНОСТИРОВАТЬ НЕИСПРАВНОСТЬ?

Заменить ступицу не составляет труда, если это единый узел с подшипником. Достаточно снять колесо, открутить два винта крепления тормозного диска, и открутить ступицу от поворотного кулака. Возможные трудности возникнут при наличии датчика ABS (разъему свойственно закисать).

Ступица (16240П - 6),является центральной частью вращающейся детали (маховика, шкива, зубчатого колеса и т. д.), имеющая отверстие для посадки на вал или ось. Отверстие ступицы обычно имеет шпоночный паз или шлицевый профиль для передачи крутящего момента. Если же деталь свободно вращается на оси, то в отверстие ступицы запрессовывают втулки или устанавливают подшипники качения. Для обеспечения прочности наружный диаметр ступицы принимают равным 1,5--1,8 диаметра отверстия, для предотвращения перекоса детали на валу длина ступицы должна быть не менее диаметра отверстия.

Анализ чертежа и конструкции детали «Ступица»

Заготовка представляет собой литье из стали 35 ГОСТ 1050-98 близкой по форме к готовой детали. Она имеет массу 1,2 кг, а твердость HB207.

Готовая деталь имеет массу 0,84 кг. Деталь представляет собой ступицу с центральным отверстием 35 Н9. Сначала деталь проходит обработку на токарно-автоматном станке модели 1Б 240-6, где вытачивается фаска при отверстии 35 Н9.

Далее отверстие 35 Н9 подвергается протяжке. Операция осуществляется на горизонтально-протяжном станке 7534. Мерительный инструмент, применяемый на данной операции: пробка 35 Н9 8133-0949 Н9 ГОСТ 14810-69. Деталь имеет шпоночный паз, выполняемый на горизонтально-протяжном станке 7523. Режущий инструмент протяжка 2403-1072 I ГОСТ 18217-80.

Ступица имеет отверстие диаметром 6,7. Режущий инструмент сверло 2300-0186 ГОСТ 10902-77. Измерительный инструмент пробка 6,7 23.702.8133.5251.000.

Ступица достаточно технологична, допускает применение высокопроизводительных режимов обработки, имеет хорошие базовые поверхности для операций и довольно проста по конструкции.

На чертеже детали указана твердость обрабатываемого материала (НВ207), а также отмечено, что взаимное положение шпоночных пазов не контролируется и необходимые радиусы обеспечиваются инструментом.

На чертеже детали правильно обозначен материал, оформлены основные надписи. При обработке используются стандартные инструменты, такие как протяжка, сверло и т. д. и средства измерения и не требуются какие-либо специальные и дорогостоящие инструменты, что заметно уменьшает себестоимость изделия.

Зубчатое колесо — один из основных элементов зубчатой передачи, работающий в паре с другим зубчатым колесом (шестерней) или зубчатой рейкой. Служат зубчатые колеса для передачи и преобразования механической энергии между силовыми агрегатами и далее для исполнительных механизмов машин. Зубчатые передачи имеют преимуществами перед другими видами передач:

Способность выдерживать значительные нагрузки при меньших габаритах.
Постоянство и высокое значение (до нескольких сот) передаточного числа.
Надежность и длительный срок службы.
Применение в широком диапазоне скоростей и мощностей.

Виды зубчатых колес и область применения

Цилиндрические зубчатые колеса прямозубые. С наружным и внутренним зацеплением. Служат для передачи энергии вращения между валами с параллельными осями. Наиболее распространены благодаря сравнительной простоте изготовления, обслуживания, надежности и малым габаритам. Применяются во всех отраслях машиностроения: станкостроение, тяжелое оборудование, автомобильное производство, производство редукторов и др. Передачи с прямозубыми цилиндрическими колесами обладают наиболее высокой кинематической точностью. Поэтому востребованы в приборостроении.

Конические зубчатые колеса (с прямой и тангенциальной формой зуба). Для зубчатых передач с пересекающимися осями (обычно под 90 градусов). Требуют для изготовления специальных станков, более требовательны к точности изготовления, точности установки, усложняют конструкцию опор валов.

Применяются во фрезерных и зубонарезных станках. Также нашли применение в конических редукторах, дифференциальных механизмах — там, где по компоновке редуктора предусмотрены передачи с пересекающимися осями.

Червячные колеса. Для зубчатых передач с перекрещивающимися (обычно под 90 градусов) осями. Сложнее цилиндрических колес в изготовлении, быстрее изнашиваются.

Обладают низким уровнем шума, плавностью хода, обусловленные особенностями механического зацепления червяка и червячного колеса. Эти свойства ценятся в металлообрабатывающих станках, цеховых электрокарах, мешалках, бетономешалках, приводах ворот и т.д.

Только у червячных колес есть эффект «самоторможения» для передач с передаточным числом свыше 1:35. При остановке электродвигателя выходной вал невозможно провернуть. Поэтому червячные колеса применяют в редукторах там, где важна техника безопасности, сохранность грузов при перегрузке: подъемники, наклонные транспортеры. При определённых требованиях это позволяет сэкономить на дополнительном тормозном устройстве.

Подбор зубчатых колес по каталогу

Компания Техноберинг предлагает качественные зубчатые колеса производства Sati (Италия). Вся продукция сертифицирована, соответствует ГОСТ РФ и стандартам ISO.

Пользуйтесь удобной интерактивной таблицей для подбора зубчатых колес. Она простая, интуитивно понятная. Просто заполняйте характеристики (вводите или выбирайте из предложенных вариантов) последовательно согласно спецификации по вашей документации.

Для цилиндрических зубчатых колес: передаточное число, количество зубьев и наличие (отсутствие ступицы).
Для конических колес. Конические зубчатые колеса очень требовательны к точности изготовления и точности установки, поэтому производитель рекомендует приобретать сразу пару зубчатой передачи. Для выбора пары необходимо ввести: модуль, передаточное число и количество зубьев обеих шестерен.

Зубчатые колеса выпускают также компании SKF (Швеция) и Bonfiglioli Riduttori (Италия).

Приобретайте ответственные решения для производственных задач в компании с долголетней репутацией, широкой линейкой продукции и легкодоступным оперативным складом.

Опытные специалисты Техноберинга подскажут, быстро подберут и порекомендуют наиболее оптимальный вариант зубчатой пары для решения вашей производственной задачи.

Магазин Техноберинг — надёжный поставщик качественных колес и шестерен для зубчатых передач!

Читайте также: