Материал: Бурлака, Кучеренко, Мазоренко, Тищенко, Основы теории механизмов и машин
Раздел 5. Зубчатые механизмы. |
185 |
ЛЕКЦИЯ 11
СОДЕРЖАНИЕ
5.7.Некоторые сведения о способах нарезания зубчатых колес. Инструментальная рейка.
5.8.Подрезание профилей зубьев.
5.9.Корригирование зубчатых колес.
5.10.Определение основных геометрических размеров зубчатой передачи.
5.7. Некоторые сведения о способах нарезания зубчатых колес. Инструментальная рейка
Зубчатые колеса с эвольвентным профилем зуба обычно нарезаются на специальных станках двумя способами: методом копирования и методом обкатки (огибающих).
Рассмотрим в самых общих чертах эти методы, так как вопрос нарезания зубьев связан с теорией их профилирования.
Метод копирования состоит в том, что по чертежам профилей зубьев зубчатого колеса изготавливается модульная (дисковая или пальчиковая) фреза. Режущие кромки фрезы имеют очертания впадины между зубьями.
Вращаясь (рис.5.19), фреза 1 перемещается вдоль оси нарезаемого колеса 2. За каждый ход фрезы нарезается одна впадина. После прохождения всей впадины фреза возвращается в исходное положение. Нарезаемое колесо поворачивается на угол между зубьями ( 2 
z) и процесс повторяется.
186 |
Лекция 11 |
Основные недостатки данного метода заключаются
вследующем:
режущие кромки инструмента выполнены по эвольвенте, т.е. при изготовлении криволинейной кромки инструмента неизбежны погрешности;
для каждого сочетания модуля m и числа нарезаемых зубьев z необходимо иметь отдельный инструмент, так как форма впадины между зубьями на колесе определяется этими параметрами.
1
|
2 |
Рис. 5.19.
Учитывая недостатки метода копирования, его целесообразно использовать при индивидуальном или мелкосерийном производстве зубчатых колес.
Метод обкатки (огибающих) заключается в том,
что режущему инструменту и заготовке сообщается то относительное движение, которое имели бы два зубчатых колеса находящиеся в правильном зацеплении. В таком случае режущий инструмент должен иметь форму зубчатого колеса. Так как для эвольвентной поверхности зуба любого зубчатого колеса можно спроектировать сопряженную прямолинейную поверхность, то инструмент для нарезания зубчатого колеса может иметь форму рейки (колеса с числом зубьев z ), которую называют
инструментальной рейкой или гребенкой.
При нарезании зубчатого колеса (рис.5.20) рейка 2 совершает возвратно поступательные движения Sр , во время которых происходит резанье материала заготовки 1.
Раздел 5. Зубчатые механизмы. |
187 |
Кроме того, в момент времени, когда рейка находится над заготовкой, заготовке 1 задается угол поворота , а рейке 2 прямолинейное перемещение S .
1 |
2 |
|
Соотношение |
меж- |
||
|
S |
|
ду углом |
|
поворота |
|
|
|
Sр |
заготовки и перемещением |
|||
|
|
рейки S |
такое, |
какое |
||
|
|
|||||
|
|
|
было бы при |
зацеплении |
||
|
|
|
нарезаемого |
|
зубчатого |
|
|
Рис. 5.20. |
|
колеса 1 с рейкой 2. |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
Весь этот процесс осуществляется на специальных зубодолбежных станках. Профиль нарезаемого зуба получается не сразу, а как огибающая линия всех положений режущей кромки инструмента (гребенки) в форме рейки (рис. 5.21).
Рис. 5.21.
Гребенка наиболее простой, а потому наиболее точный режущий инструмент реечного типа. Но число зубьев гребенки ограничено, так как длинные гребенки трудно выполнять. Поэтому процесс обкатки гребенкой не может быть непрерывным. После того как заготовка
188 |
Лекция 11 |
перекатится по всей длине гребенки, процесс останавливают и гребенку возвращают в начальное положение. Такое периодическое прерывание процесса уменьшает точность и производительность нарезания зубьев.
Для того, что бы процесс обкатки сделать непрерывным, используют червячные фрезы. Червячная фреза (рис. 5.22) представляет собой винт с трапециевидной нарезкой.
Профиль трапециевидной 
нарезки может быть получен 
путем перемещения рейки по 
винтовой линии с некоторым
углом подъема. Обычно угол
Рис. 5.22. |
подъема не превышает 5 . |
Зацепление фрезы 1 с нарезаемым колесом 2 (рис.5.23) аналогично зацеплению червяка с червячным колесом. Поэтому угловая скорость заготовки з должна быть такой, чтобы за каждый оборот фрезы, вращающейся с угловой скоростью р, заготовка поворачивалась на
угол, вмещающий один зуб и одну впадину. Для нарезания зуба по всей ширине колеса, фрезе, кроме вращательного движения, задают подачу Sр по оси колеса.
з 
2 р
1
Рис. 5.23.
|
|
|
Фрезу относительно заготов- |
|
|
|
ки устанавливают так, чтобы зубья |
||
S |
р |
фрезы |
были |
параллельны |
|
образующей |
цилиндрической |
||
|
|
поверхности заготовки, т.е. ось |
||
|
|
фрезы |
с торцевой поверхностью |
|
|
|
заготовки образует угол . |
||
Раздел 5. Зубчатые механизмы. |
189 |
Метод обкатки используется и при изготовлении зубчатых колес путем накатки зубьев в холодном (при небольших модулях m 2) или горячем состоянии. Инструменту в виде зубчатого колеса и заготовке задают на станке такие относительные движения, как вроде они находятся в зацеплении. Инструмент в результате пластической деформации формирует на заготовке зубья.
В заключение необходимо отметить, что преимуществами метода обкатки есть большая продуктивность, повышенная точность изготовления и малое количество инструмента (форма инструмента зависит только от модуля m , а не зависит от числа зубьев, нарезаемых на зубчатом колесе).
На основании многолетней практики при стандартизации зубчатых колес и инструмента для их нарезания, во всех странах мира были приняты параметры зубчатой рейки с прямолинейным профилем (рис.5.24).
|
0 |
|
0,25m |
|
а |
|
|
d |
s2 |
s1 |
m |
e |
|||
|
b |
|
m |
|
|
|
|
|
с |
|
|
|
p m |
|
0,25m |
|
|
|
Рис. 5.24.
Реечный профиль, который положен в основу стандарта (ГОСТ 13755-68), называется исходным, так как он служит основой для определения форм и расположения режущих кромок инструмента.