5.9. Явление подрезания зубьев. Минимальное число зубьев колеса
Если произойдет наложение боковых профилей зуба инструментальной рейки и зуба колеса (т.е. интерференция), то часть ножки зуба будет подрезана головкой зуба инструментальной рейки (рис. 5.12). При этом часть рабочего участка зуба не будет являться эвольвентой и основная теорема зацепления не будет соблюдена, а основание зуба – ослаблено.
Рис. 5.12. Подрезание ножки зуба
В этом случае практическая линия зацепления ab будет выходить за пределы теоретической линии AB (см. рис. 5.9). Для устранения подрезания необходимо совместить точки a и A на линии зацепления. С этой целью производят так называемую коррекцию, при которой зуборезная рейка отодвигается от заготовки нарезаемого колеса на определенное расстояние, достаточное для того, чтобы не происходило подрезание ножки зуба (рис. 5. 13).
Рис. 5.13. Смещение инструментальной рейки
при нарезании положительного колеса
Определим величину смещения рейки, необходимую для устранения подрезания ножки зуба, для чего необходимо совместить точки A и a – точки теоретической и практической линий зацепления. При этом
,
где
;
;
;
xm
– абсо-лютный сдвиг рейки; x
– относительное смещение рейки.
Тогда
,
откуда
,
или в общем виде
(если
)
.
Для условия x
= 0 определим
минимальное число зубьев нулевого
колеса, при котором не будет подрезания:
.
Если
,
то
.
Используя это условие, можно записать для случая
–
величина относительного смещения.
Если x = 0, то будет нарезано нулевое колесо, если x>0, то положительное (рейка отодвинута от колеса), если x<0, то отрицательное (при этом рейка будет придвинута к колесу).
5.10. Геометрические параметры коррегированных зубчатых колес
Толщина зуба по делительной окружности
Пусть рейка
придвинута к нарезаемому колесу на
величину смещения инструментальной
рейки x·m.
Тогда толщина зуба нарезаемого колеса
по делительной окружности уменьшится
на
(рис. 5.14):
,
где
.
Толщина зуба колеса
.
Знак «+» принимается при положительном сдвиге, когда рейка отодвинута от нарезаемого колеса, знак «-» – при отрицательном, когда рейка придвинута к колесу.
Толщина зуба по окружности выступов
Толщина зуба по окружности выступов (рис. 5.15) представлена равенством
,
(5.4)
где
;
.
|
|
Рис. 5.14. Профиль зуба рейки |
Рис. 5.15 Профиль зуба колеса |
Согласно уравнению
эвольвенты,
.
Тогда
,
.
Подставив эти значения в уравнение (5.4), получим
.
Получаем формулу расчета толщины зуба по окружности выступов
.
(5.5)
Допускается
.
Если это неравенство не выполняется
(произошло заострение вершины зуба), то
проводят корректировку расчетов,
уменьшая сдвиг рейки или увеличивая
модуль m.
Определение угла
коррегированного зацепления
Пользуясь формулой (5.5), можно записать формулу расчета толщины зуба по начальной окружности:
.
Так как
,
,
,
то
.
При беззазорном
зацеплении сумма толщин зубьев по
начальным окружностям отвечает условию
,
или
.
Отсюда
.
Радиусы начальных окружностей вычисляются по формуле
.
Межосевое расстояние коррегированного зацепления
,
где
– стандартное межосевое расстояние.
Тогда
.
Если
,
то
;
если же
,
то
.
Если
,
то получаем стандартную
передачу, если
– равносмещенную.
Радиусы окружностей впадин и выступов
Радиус окружности впадин вычисляется по формуле
.
Знак «+» принимают при положительном сдвиге, «-» – при отрицательном.
Радиус окружности
выступов
.
Коррегированные зацепления применяют в случаях:
– если число зубьев нарезанного колеса z<17 и происходит подрезание зуба;
– если
задано межосевое расстояние
,
отличное от стандартного
;
– для улучшения качественных показателей зацепления (устранение заострения вершин зуба, уменьшение износа и т.д.).
Для выбора величины
коэффициентов смещения
и
удобно использовать блокирующие контуры
(рис. 5.16), представляющие собой допустимые
области значений
и
,
изображенные в координатных осях
и
.
Рис. 5.16. Примерная схема блокирующего контура
Кривые 1 – 5 представляют собой ограничения на заострение голо-вок зубьев, подрезание ножек зубьев, заданные значения коэффициента перекрытия, скоростей относительного скольжения соприкасающихся профилей и т.д.