35.Качественные показатели зубчатого зацепления.

Одним из качественных показателей зубчатой передачи является коэффициент перекрытия   , равный   , где р_в – шаг по основной окружности (расстояние между одноимёнными точками двух соседних зубьев, замеренное по дуге основной окружности). Коэффициент   показывает сколько пар зубьев в среднем одновременно находится в зацеплении. Для прямозубой передачи обычно   . Чем больше   , тем более плавно и бесшумно работает передача.

Другим качественным показателем является коэффициент скольжения, который учитывает влияние геометрии передачи и её кинематики на скольжение и износ профилей, скользящих друг по другу (рис. 74), что видно из картины скоростей. На этой картине:

 - скорость точки к первого колеса;

 - проекция этой скорости на касательную к контактирующим профилям;

  и   - тоже для колеса 2.

Скорость скольжения колеса 1 и 2 относительно друг друга равна:

 .

Коэффициенты скольжения колёс 1 и 2 равны:

 ;   .

Эти коэффициенты равны нулю в полюсе (точка Р) и увеличиваются с удалением от него по линии зацепления.

рис. 74

Таким образом, чем длиннее линия зацепления, (то есть, чем больше коэффициент перекрытия   ), тем больше скольжение и износ профилей зубьев.

Основные параметры зубчатых колёс

 Основными параметрами зубчатого колеса являются :

z – число зубьев;

r_a – радиус (диаметр) окружности выступов;

r_f – радиус (диаметр) окружности впадин;

r_b - радиус (диаметр) основной окружности;

r - радиус (диаметр) делительной окружности, т. е. окружности, которая является начальной в станочном зацеплении колеса с режущим инструментом;

р – шаг по делительной окружности;

h – высота зуба, равная h=h_a+h_f, где:

h_a – высота головки зуба;

h_f – высота ножки зуба;

m – модуль зацепления, определяемый из условия:

 , т. е.   (измеряется в мм).

Величина m стандартизирована, а делительная окружность является окружностью стандартного модуля.

Обычно размеры зубчатого колеса и зубьев выражаются через m.

Так, например:   , где   - коэффициент высоты головки зуба;

 , где   - коэффициент радиального зазора;

 ;   ;   , где α – угол исходного контура режущего инструмента.

Обычно для стандартных зубчатых колёс:   ;   ; α=20º.

36.Методы нарезания зубчатых колес. Станочное зацепление.

Существует два принципиально различных метода нарезания:

• метод копирования;

Чтобы нарезать зубчатые колеса способом копирования, специальным режущим инструментом (шлифовальным кругом, протяжкой, резцами, пальчиковой или дисковой фрезой) прорезается впадина, располагающаяся между зубьями. При этом инструмент должен иметь такой же профиль, как и режущие кромки. Кроме того, необходимо, чтобы он совпадал с профилем, который имеет впадина обрабатываемого зубчатого колеса.

При применении фрезерных станков для нарезания колес методом копирования используются дисковые модульные фрезы. С помощью таких фрез осуществляется нарезание деталей, которые незаменимы в качестве запасных частей различных механизмов и машин. Этот метод особенно эффективен при выпуске штучных изделий или небольших партий зубчатых колес.

Нарезание зубьев на зубчатых колесах с помощью дисковой фрезы выполняется следующим образом:

• заготовка фиксируется в делительной головке, находящейся на столе фрезерного станка;

• станок выполняет поступательное движение на продольной подаче к закрепленной в шпинделе и вращающейся фрезе;

• в заготовке прорезается паз, который соответствует конфигурации впадины, находящейся между зубьев;

• заготовка поворачивается и закрепляется в определенном положении с помощью делительной головки;

• процесс обработки повторятся несколько раз до полного нарезания всех зубьев.

Чтобы нарезать на фрезерных станках зубчатые колеса, имеющие крупный модуль, чаще всего используются пальчиковые модульные фрезы. Важным условием выполнения данного вида работ является необходимая конфигурация режущего инструмента. Профиль пальчиковых фрез должен совпадать с тем, что имеют впадины, расположенные между зубьями обрабатываемого зубчатого колеса. Важно заметить, что режущий инструмент отличается конусной формой. Поэтому, обрабатывая им детали, нельзя применять повышенные режимы резания.

• метод обкатки.

Данный способ образования формы зуба колеса подразумевает обкатку зубчатой пары, элементами которой являются заготовка и режущий инструмент. В этом случае применяются червячные фрезы. Такой режущий инструмент имеет трапецеидальную форму в нормальном сечении. Если рассматривать геометрическую конфигурацию червячного фреза, то он является зубом рейки с определенными передним и задним углами заточки.

Нарезание зубьев на зубчатых колесах с помощью червячных фрез проходит следующим способом:

• режущему инструменту задается вращательное движение;

• заготовке сообщается поступательное и вращательное движение;

• в результате комбинация движений обеспечивает эвольвентные профили зубьев колес.

Для изготовления деталей используются также прямозубые и косозубые долбяки. Они представляют собой зубчатые колеса, зубья которых имеют эвольвентный профиль с определенными передним и задним углами заточки. Главные преимущества долбяков – обеспечение меньшей шероховатости поверхности и высокая точность обработки по сравнению с фрезерными станками.

В первом случае впадина зубчатого колеса фрезеруется на универсальном фрезерном станке фасонными дисковыми или пальцевыми фрезами, профиль которых соответствует профилю впадины.  Затем заготовку поворачивают на угол 360º/Z и нарезают следующую впадину. При этом используется делительная головка, а также имеются наборы фрез для нарезания колёс с различным модулем и различным числом зубьев. Метод непроизводителен и применяется в мелкосерийном и единичном производстве. 

Второй метод обката или огибания может производиться с помощью инструментальной рейки (гребёнки) на зубострогальном станке; долбяком на зубодолбёжном станке или червячной фрезой на зубофрезерном станке. Этот метод высокопроизводителен и применяется в массовом и крупносерийном производстве.

Самым производительным является зубофрезерование с помощью червячных фрез, которые находятся в зацеплении с заготовкой по аналогии с червячной передачей

При нарезании долбяком осуществляется его возвратно поступательное движение при одновременном вращении. Фактически при этом осуществляется зацепление  заготовки  с  инструментальным  зубчатым  колесом – долбяком. Этот метод чаще всего используется при нарезании внутренних зубчатых венцов. Все рассмотренные методы используются для нарезания цилиндрических колёс как с прямыми, так и с косыми зубьями.

Станочным зацеплением называется зацепление, образованное заготовкой колеса и инструментом, при изготовлении зубчатого колеса на зубообрабатывающем оборудовании по способу обката.