Методы изготовления зубчатых колес
Эвольвентные профили зубчатых колес нарезают на металлорежущих станках методом копирования (рис. 4.11) и методом обкатки или огибания (рис. 4.12).
1.
Метод копирования заключается в
последовательном фрезеровании впадин
между двумя зубьями. Профиль
инструмента должен совпадать с профилем
впадины между зубьями нарезаемого
колеса (рис. 4.11, в).
За один проход инструмент нарезает одну
впадину между двумя соседними зубьями.
Затем возвращается в исходное положение
и заготовка поворачивается на угол
.
Инструментом могут быть модульная (рис. 4.11, а), дисковая модульная фреза или пальцевая модульная фреза (рис. 4.11, б), строгальный или долбежный резец, протяжка, шлифовальный круг и др.
Недостаток метода – большая номенклатура применяемого инструмента, так как для колес с разными числами зубьев нужен новый инструмент из-за изменения профиля впадины. Кроме этого, в процессе нарезания зубьев колес режущий инструмент изнашивается, изменяя профиль режущий части, а также при изготовлении самого инструмента неизбежны погрешности, которые переносятся на нарезаемое колесо, в результате чего точность зацепления снижается. Для внесения изменений в геометрию зубьев необходимо изготовить новый (специальный) инструмент, что трудоемко и неэкономично.
а б в
Рис. 4.11.Методы копирования для нарезания зубчатых колес
Для уменьшения номенклатуры инструментов допускается одним инструментом нарезать колеса одинакового модуля с одинаковой формой впадины между зубьями (когда число зубьев колес незначительно различается, например, z = 10...12), при этом вносится допустимая погрешность изготовления.
2. Метод обкатки (огибания) заключается в том, что режущему инструменту и заготовке сообщается такое же относительное движение, которое совершают зубчатые колеса, находящиеся в зацеплении.
В качестве инструмента применяются производящее колесо 2 – долбяк (рис. 4.12, б), производящая рейка 2 (гребенка) (рис. 4.12, а) с прямолинейным профилем зубьев, червячная фреза 2 (рис. 4.12, в) и др.
Инструмент,
применяемый при нарезании колес методом
обкатки на зубострогальных и зубофрезерных
станках, стандартизован. Угол профиля
рейки
,
коэффициент высоты головки зуба для
нормальных зубьев
,
для укороченных –
(рис. 4.5).
Преимуществом метода (огибания) обкатки является то, что одним и тем же инструментом изготавливают колеса с различными числами зубьев, поэтому номенклатура зуборезного инструмента получается значительно меньшей, чем при методе копирования.
Рис. 4.12.Метод обкатки
При нарезании зубчатых колес копированием и огибанием могут иметь место соответственно наложение (интерференция) и подрезание ножки зуба. Число зубьев, при котором происходит подрезание ножки зуба, называют минимальным.
Описание лабораторной установки
Лабораторная установка ТММ-2 (рис. 4.13, а) или ТММ-3 (рис. 4.13, б) позволяет моделировать процесс изготовления зубчатого колеса методом огибания (обкатки) – нарезания зубьев инструментальной рейкой.
Установка ТММ-2 состоит: из подвижной каретки 3, на которой крепится рейка 2; поворотного диска 1, на котором крепится с помощью зажимного диска 9 и винта 10 бумажный диск-заготовка 11; клавиши 5 и зажимного рычага 4; прижимных винтов 6; направляющей проволоки 8 и рукоятки 7.
На этой установке бумажный диск 11 имитирует заготовку колеса, зубчатая рейка 2 – исходный производящий контур режущего инструмента. В процессе движения рейка огибает диск 11 как ИПК заготовку. При перемещении рейки 2 влево на один шаг y заготовка поворачивается на угол = y/r. При последовательном обведении зубьев рейки карандашом на диске получаются профили зубьев, которые моделируют в реальном масштабе зубья колеса, изготавливаемого на станке.
Рейку 2 можно смещать относительно заготовки (диска 11) в радиальном направлении с фиксацией положения на линейной шкале.
а б
Рис. 4.13.Лабораторные установки ТММ