Поверхность Б у конических называется базовым торцом, а В – базовым расстоянием.
Размер В не контролируется, но используется при расчете наладки станка, контрольных приспособлений и при монтаже зубчатой передачи.
По направлению зубьев конические колеса могут быть:
1)С прямыми зубьями 2)С косыми зубьями (наклонными) 3)С криволинейными (круговыми)
Колеса с косыми зубьями требуют специального оборудования при изготовлении поэтому их применяют редко.
Колеса с криволинейными зубьями бывают 2-х типов.
1)Колеса с нулевым наклоном зубьев β=0 2)Колеса с наклонными зубьями β=25-30
Угол наклона зубьев - это угол между касательной, проведенной в средней части зуба и образующей конуса.
Колеса с углом наклона β=0 называют колеса типа «ЗЕРОЛ»
Колеса с β=25 применяются в том случае, если скорость вращения составляет до 40м/с и передаются большие крутящие моменты. Также колеса имеют несущую способность на 30% большую чем прямозубые.
Такие передачи работают плавно и бесшумно, так как зона контакта зубьев перемещается по всей длине зуба (по дуге). При этом одновременно в зацеплении находится не менее 2-х зубьев.
Гипоидная относится также к передачам с криволинейными зубьями, отличие состоит в том что ось ведущей шестерни смещена относительно оси колеса вверх или вниз.
Направление зубьев может быть правым или левым.
52 Материалы, термообработка и методы получения заготовок конических зубчатых колес.
-углеродистые конструкционные стали: Сталь40, Сталь45, Сталь 50 – такие стали обычно подвергаются улучшению 28-32 HRC, однако при термообработке таких сталей зубчатые колеса получают значительные термические корабления поэтому для термической обработки зубчатых колес такие стали применяются редко.
-хромистые 20Х, 30Х, 40Х.
-хромо-никилевые 40ХН, 12ХН, 20ХН3А, 12ХН3А, 20ХНВА
-хромо-марганцевые 25ХГТ, 30ХГТ
Стали с содержание углерода менее 0,3% подвергают цементации, закалке и низкому отпуску до 55-60HRC.
Для зубьев зубчатых колес, работающих в условиях сильного износа изготавливают из азотируемых сталей 35ХМЮА, 35Х2МЮВ, при азотировании 63-65 HRC, Это обеспечивают получающиеся нитриды алюминия. Такие зубчатые колеса(из таких сталей) очень сложно обработать окончательно(шлифованием, притиркой, хонинонгованием)
Достоинством азотирования является, то ,что зубчатые колеса практически не подвергаются короблению т.к.
Азотирование проводят при относительно высоких температурах. При азотировании нагревают в среде аммиака.
Как правило для зубчатых колес объемную закалку не проводят, в этом случае поверхностную закалку таких сталей ТВЧ.
Заготовки зубчатых колес в зависимости от их формы, размеров и типа производства могут быть получены следующими методами:
1)отрезка из круглого проката(единичное, мелкосерийное производство)
2)штамповка на КГШП или ГКМ(серийное, массовое производство)
3)свободной ковкой
53 Нарезание зубьев конических колес дисковыми и пальцевыми модульными фрезами.
Поскольку ширина и глубина впадины конических колес изменяется от малого основания к большому, то дисковые и пальцевые модульные фрезы применяют для чернового нарезания зубчатых колес.
Чистовое нарезание зубьев колес дисковыми модульными фрезами применяется только для мелких зубчатых колес в условиях единичного производства.
Для нарезания применяются стандартные модульные фрезы, при этом модуль и число зубьев фрезы определяется по приведенным значениям.
m – модуль нарезаемого конического колеса;
B – ширина зубчатого венца (длина зуба);
L – длина конусного расстояния.
54 Фрезерование зубьев конических зубчатых колес двумя дисковыми фрезами.
Прямозубые колеса могут быть нарезаны методом обкатки 2-мя дисковыми фрезами на станке 5С277.
Две дисковые фрезы устанавливают под углом таким образом что их режущие кромки образуют один зуб исходного контура. Фрезы закреплены в люльке.
Этот метод применяется для обработки зубьев относительно не широких колес.
Фрезы не имеют подачи в направлении зуба, поэтому впадина зубчатого колеса получатся несколько вогнутой.
Обработку зубчатых колес 2-мя фрезами можно производить методом врезания. При этом отсутствуют движения обкатки люльки и заготовки. Профиль зубьев получается прямой. Такой вид обработки обычно применяют в качестве черновой обработки перед зубостроганием.
Фрезерование 2-мя дисковыми фрезами обеспечивает 8 степень точности.
Этот метод примерно в 2 – 3 раза производительнее, чем зубострогание, так как инструмент имеет много режущих зубьев и отсутствуют холостые ходы.
55 Строгание зубьев конических зубчатых колес.
Выполняют на станках 5236П, 5Т238, 5С268.
Инструментами при этом способе обработки являются резцы. Конструктивно все резцы похожи друг на друга. Отличаются только размерами и числом крепежных отверстий.
Для обработки зубьев 2-мя строгальными резцами необходимо обеспечить следующие движения резцов и заготовки. Главное движение Dr – поступающее движение, при этом резцы двигаются на встречу друг другу.
Одновременно суппорт с резцами совершает обкатное движение с помощью механической люльки. Синхронно с этим обкатное движение (поворот) совершает и заготовка. После возврата люльки в исходное положение заготовка поворачивается на 1 или несколько шагов (движение деления) и цикл обработки повторяется.
При обратном, холостом ходе резцов заготовка отводится от резцов.
Зубчатые колеса с модулем m≤3 обрабатывается за одну операцию.
Зубчатые колеса с модулем m>3 обрабатываются за две операции (черновую и чистовую). При этом черновая операция может быть выполнена фрезерованием двумя дисковыми фрезами.
Конические колеса с прямыми зубьями могут быть нарезаны одним строгальным резцом по контору. Радиальную подачу резец совершает в соответствии с профилем копира. Такой способ обработки применяют для нарезания крупно модульных зубчатых колес ( m ≤ 30мм)
Зубостроганием обеспечивается 7 – 8 степень точности.
56 Протягивание зубьев конических зубчатых колес.
Протягивание зубьев выполняется специальной круговой протяжкой. В зависимости от модели станка диаметр протяжки бывает Dпр=533 и D=635.
Протяжка представляет собой диск с насадочным отверстием, по периферии протяжки закреплены 15 секций с режущими зубьями. Каждая секция содержит по 5 зубьев.
Зубья разделены на 3 группы: черновые, получистовые, чистовые.
Протяжка имеет один свободный сектор. Он служит для того что бы заготовка могла совершить поворот на один шаг не изменяя наладочного размера между протяжкой и заготовкой.
Протяжка вращаясь (движение резания Dr) перемещается из точки О в точку О1.
В точке О1 останавливается и поворачивается на 4секции. После чего она возвращается в точку О, при этом работают чистовые секции протяжки. Процесс протягивания примерно в 8 – 10 раз производительнее зубострогания (отсутствуют холостые ходы).
Точность обработки соответствует 7 – 8 степени точности.
Протяжка является дорогостоящим инструментом, по этому такой способ применяется в крупносерийном и массовом производстве.
57 Конструкции резцовых головок, виды резцовых головок, виды и методы обработки зубьев резцовыми головками.
Нарезание конических колес с круговыми зубьями выполняют резцовыми головками.
Резцовая головка представляет собой диск по периферии которого закреплены резцы.
Номинальным размером головки является еедиаметр.
Диаметры = 0,5”дюйма (12,7мм), 1,1”; 2”; …21”(533,4мм)
Российские головки: 16, 20, 25, 40, 50…1000мм.
Существуют 3 вида резцовых головок:
1)3-х сторонние 2)2-х сторонние 3)1-на сторонние.
3-х сторонние головки содержат 3 типа резцов: наружные, внутренние и средние. Головка прорезает впадину и 2-е боковые стороны.
Высота средних резцов на 0,25…0,35 будет больше чем внутренние и наружные.
3-х сторонние головки применяются для чернового нарезания зубьев методом копирования.
2-х сторонние головки содержат только наружные и внутренние резцы. Каждый из них прорезает наружную и часть впадины.
2-х сторонние головки применяют для черновой и чистовой обработки методом копирования или методом обкатки.
1-асторонние головки содержат либо только все внутренние резцы либо только все наружные. Головки с внутренними резцами применяются для обработки выпуклой стороны зуба, а головки с наружными резцами – вогнутой стороны.
У 1-асторонних головок резцы обрабатывают только одну сторону зуба.
Головки предназначены только для чистовой обработки методом обкатки. При этом чистовая операция выполняется в 2-е операции. Сразу обрабатывают одну сторону (потом станок переналаживают) и обрабатывают 2-ю сторону.
Вид головки
Вид обработки
Метод обработки
3-хсторонние
черновая
копирования
2-хсторонние
Черновая
чистовая
Копирования
обкатки
1-асторонние
Чистовая
обкатки
58 Обработка зубьев конических колес резцовыми головками.
Нарезание выполняется на станах 5С263, 527В, 5С280П.
Перед зубонарезной операцией базовые поверхности подвергают шлифованию.
При методе копирования головка вращаясь совершает осевую подачу и прорезает одну канавку на заготовке.
Профиль впадины будет прямолинейным. После этого головка отводится, заготовка поворачивается на 1 шаг и цикл повторяется.
При обработке зубьев по методу обкатки резцовая головка вращаясь (движение Dr) совершает обкатное движение вместе с люлькой. При этом прорезает одну впадину колеса. После выхода резцовой головки из заготовки люлька возвращается в исходное положение, заготовка поворачивается на 1 шаг и цикл повторяется.
Обработка по методу обкатки менее производительна, чем по методу копирования.
Как правило, в конической передаче колесо обрабатывают методом копирования, а шестерню методом обкатки. И такая передача тогда называется полуобкатной.
Если и шестерню, и колесо нарезают методом обкатки, то ее называют обкатной.
Достигаемая точность зубчатого колеса достигает 7 – 8 степени.
59 Шлифование зубьев конических зубчатых колес.
Шлифование прямозубых зубчатых колес выполняют 2-мя тарельчатыми кругами по методу обкатки.
Круги расположены под углом друг к другу, при этом их торцовые поверхности образуют один зуб исходной рейки.
Шлифование конических зубчатых колес с круговыми зубьями выполняют чашечными кругами при этом размеры круга и профиль должны точно соответствовать резцовой головке.
60 Шлифование базовых поверхностей конических зубчатых колес.
У конических валов шестерен базовыми поверхностями является подшипниковые шейки и торец зубчатого венца.
Их шлифование выполняют на обычных торце кругло шлифовальных станках.
Очень часто шлифование базовых поверхностей выполняют до зубонарезной операции, так как они служат базами для нарезания зубьев.
При шлифовании базовых поверхностей конических зубчатых колес со ступицей базирование выполняют по делительному конусу. Для этого используют 3 опоры со сферическими наконечниками.
