Изготовление эвольвентных профилей

Зубьев методом обкатки

И синтез зубчатого цилиндрического

Зацепления

1. Цель работы

Получение наглядного представления о процессе нарезания эвольвентных зубьев колёс методом обкатки (огибания), о подрезании зубьев и влияния сдвига зуборезного инструмента на размеры зубьев, определение основных размеров колёс и зубчатой передачи.

2. Основные понятия и определения

Методом обкатки зубчатые колёса нарезаются инструментальными рейками (гребёнками), червячными фрезами, долбяками на зубострогательных, зубофрезерных и зубодолбёжных станках (рис. 2.1).

Рис.2.1. Схемы нарезания зубьев инструментальной рейкой (а),

червячной фрезой (б) и долбяком (в).

При изготовлении зубчатых колёс способом огибания заготовке и режущему инструменту сообщают относительное движение, которое воспроизводит процесс зацепления. На зубострогательном станке суппорт 1 и инструментальная рейка 2 совершают возвратно - поступательное движение в вертикальной плоскости, параллельно оси заготовки. При движении сверху вниз происходит процесс резания. Обратный ход - холостой. За время холостого хода рейка получает перемещение Δz в горизонтальном направлении, а заготовка 3 поворачивается на угол Δφ. Эти движения связаны соотношением:

Δz = rΔφ, (2.1.)

где r - делительный радиус.

Более производительными являются зубофрезерные станки, в которых используется червячная фреза (рис. 2.2). Её профиль можно получить перемещением рейки по винтовой линии с некоторым постоянным углом подъёма γ. Если рассечь червячную фрезу плоскостью, проходящей через её ось, в сечении получим рейку. В процессе нарезания зубьев фреза совершает непрерывное вращательное движение и одновременно движется параллельно оси колеса.

Рис. 2.2. Схемы расположения червячной фрезы и заготовки:

а - в плоскости, перпендикулярной к оси нарезаемого колеса;

б - в плоскости расположения оси червячной фрезы и нарезаемого колеса.

Способ огибания является высокопроизводительным. Кроме того, он позволяет теоретически точно изготовлять одним инструментом как прямозубые, так и косозубые колёса одного и того же модуля с разными числами зубьев и различными смещениями.

Процесс изготовления зубчатого колеса способом огибания можно рассматривать как зацепление исходного производящего контура (ИПК) инструмента с заготовкой. Для гребёнки и червячной фрезы ИПК имеет форму зубчатой рейки. Зацепление инструментальной рейки и нарезаемого колеса называют станочным (рис. 2.3.). ИПК согласно ГОСТ 13755-81 имеет стандартные параметры: α = 20°; h^*_a= 1; с^* = 0,25. Модуль т регламентируется ГОСТ 9563-60.; h_a = h_a*m, с = с*т.

Делительная прямая, по которой толщина зуба рейки равна ширине впадины и составляет половину шага зубьев ИПК (s₀ = e₀ = πт/2), различным образом может располагаться по отношению к делительной окружности нарезаемого колеса.

Рис. 2.3. Станочное зацепление

Если при нарезании зубьев рейка установлена так, что делительная прямая касается делительной окружности колеса, то толщина зуба по дуге делительной окружности будет равна

ширине впадины, т.е. s=е=0,5πт

Зубчатые колёса с такими параметрами, получаемые любым методом нарезания, называют нулевыми.

Если делительную прямую инструментальной рейки отодвинуть от делительной окружности колеса в направлении от центра заготовки, то прямой, перекатываемой по делительной окружности без скольжения, является та прямая инструмента, по которой ширина впадин рейки больше толщины зуба (станочно-начальная прямая).

Нарезаемое колесо в этом случае получается положительным, толщина зуба по делительной окружности у этого колеса

s > тπ/2

Расстояние между делительной и станочно - начальной прямой в этом случае называется положительным смещением производящего исходного контура и выражается в долях модуля хm, где х - коэффициент смещения.

Если делительная прямая придвинута к центру колеса так, что пересекает делительную окружность, то у колеса толщина зуба по делительной окружности получается меньше ширины впадины, т.е.

s ˂ тπ/2

В этом случае колесо будет отрицательным, а расстояние между делительной и станочно - начальной прямыми называется отрицательным смещением.

При проектировании зубчатых колёс коэффициент смещения исходного контура должен удовлетворять ограничениям