полюс зацепления – точка P пересечения линии зацепления с межосевой линией O1O2 , определяющая мгновенный центр скоростей двух колес в их движении относительно друг друга;

начальные окружности с радиусами rw1 и rw2 , имеющие точку касания в полюсе зацепления. Начальные окружности в процессе зацепления двух профилей обкатываются друг по другу без скольжения, т.е. линейные скорости точек, лежащих на обеих окружностях, равны;

угол зацепления – острый угол w между лини-

ей зацепления ML и прямой, перпендикулярной межосевой линии (на рисунке – общей касательной T T ).

Важно понимать, что при внешнем зацеплении эвольвентные профили являются сопряженными только в пределах отрезка ML . В любой точке вне участка ML эвольвенты не имеют общей нормали, а поэтому будут не касаться друг друга, а пересекаться. В реальных зубчатых передачах пересечение эвольвент недопустимо в связи с повышенным изнашиванием зубьев и даже возможной поломкой в результате заклинивания передачи.

8.5. Методы изготовления эвольвентных профилей зубьев

Зубья зубчатых колес изготавливают в основном резанием на универсальных фрезерных и специальных зубообрабатывающих станках. Сущность изготовления зубьев состоит в вырезании материала, расположенного на месте будущей впадины. В результате на заготовке остаются выступы – зубья.

121

Зубчатые колеса с эвольвентным профилем зубьев изготавливают обычно двумя методами:

копирования на универсальных фрезерных

станках;

обкатки на специальных зубообрабатывающих

станках.

При методе копирования зубья нарезают фасонным инструментом, причем профиль инструмента соответствует требуемому профилю впадины между зубьями нарезаемого колеса. Фасонными инструментами могут быть дисковые или пальцевые фрезы. Нарезанные по методу копирования зубчатые колеса получаются с заведомой погрешностью и работают удовлетворительно лишь при небольших окружных скоростях. Метод малопроизводителен и требует большого количества режущего инструмента, так как профиль нарезаемого зуба зависит от числа зубьев колеса (диаметра основной окружности).

При методе обкатки режущий инструмент и заготовка получают такое относительное движение, как будто они находятся в действительном зацеплении (станочное зацепление). Режущий инструмент имеет зубчатую форму (червячная фреза, долбяк, гребенка). При нарезании методом обкатки колес с внутренним зацеплением обычно используют долбяк, имеющий форму зубчатого колеса. Помимо движений, воспроизводящих процесс зацепления, инструменту сообщается технологическое движение резания. При этом режущие кромки инструмента описывают зубчатую поверхность, называемую производящей.

Если производящую поверхность рассечь плоскостью, перпендикулярной оси нарезаемого колеса, то в сечении получим исходный производящий контур. Станочное зацепление есть зацепление исходного производящего контура с профилем зуба нарезаемого колеса. Поэтому для

122

унификации изготовления зубчатых колес и обеспечения сопряженности их профилей нарезание зубьев методом обкатки производят инструментами на основе исходного производящего профиля (контура). Он имеет форму рейки (рис. 61), так как рейка сохраняет постоянный угол зацепления в паре с колесом любого радиуса и при любом относительном положении колес. Реечный производящий контур обладает ценными технологическими свойствами – его можно изготовить достаточно точно и сравнительно дешево.

Одним из основных параметров контура является

модуль

m p ,

где p – шаг зубьев, т.е. расстояние между одноимен-

ными профилями соседних зубьев рейки по делительной или параллельной ей прямой.

Рис. 61. Исходный контур:

а – основной рейки; б – инструментальной рейки

Делительной называют прямую, на которой теоретическая толщина зуба s равна ширине впадины e. Для

123

обеспечения взаимозаменяемости зубчатых колес и унификации зуборезного инструмента величины модуля регламентированы стандартом.

Для значений модулей свыше 1 мм исходный контур является прямобочным и имеет следующие параметры:

профильный угол = 20º, глубина захода hз 2ha*m (наибольшая глубина, на которую зубья одного колеса за-

ходят во впадины другого), где ha* 1 – коэффициент высоты головки зуба; толщина зуба по делительной прямой s 0,5 p ; радиальный зазор c c*m и радиус закругле-

ния у ножки зуба *f m . Для цилиндрических колес коэффициент радиального зазора c* 0,25 и коэффици-

ент радиуса закругления *f 0,38 .

Основная рейка (рис. 61, а) полностью определяет профили зубьев всех колес передач без смещения и обеспечивает возможность их любого сочетания при одинаковом модуле. Исходный контур инструментальной рейки (рис. 61, б) отличается от контура основной рейки большей на величину с высотой головки зуба. Это сделано с целью получения большей глубины впадины при нарезании колеса и образования радиального зазора в зацеплении сопряженных колес. Избыточная высота с зуба инструментальной рейки при нарезании зубчатого колеса не участвует в формировании эвольвентной части профиля зуба.

124