Теория и проектирование механизмов и деталей машин. Основы конструирования. Раздел № 1. Теория механ / Лаб. раб / ЛР_6

Министерство образования Российской Федерации

Тульский государственный университет

Кафедра проектирования механизмов и деталей машин  

ТЕОРИЯ МЕХАНИЗМОВ И МАШИН

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА№6

ФОРМИРОВАНИЕ ЭВОЛЬВЕНТНЫХ ПРОФИЛЕЙ ЗУБЬЕВ

ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС МЕТОДОМ ОГИБАНИЯ

для студентов дневного вечернего и заочного обучения        

Тула 2000г.

1. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ РАБОТЫ

Цель работы — расчет основных геометрических параметров эвольвентного зубчатого зацепления, определение влияния смещения исходного контура инструмента на форму зуба нарезаемого колеса, демонстрация процесса формирования эвольвентных профилей зубьев методом огибания.

Работа выполняется для случая свободного назначения коэффициентов смещения.

Задачами работы являются:

— выбор коэффициентов смещения;

— расчет основных размеров зубчатых колес;

— вычерчивание профилей зубьев методом огибания.    

2. ОСНОВЫ ТЕОРИИ

Одним из способов изготовления эвольвентных является метод огибания, при котором колесо нарезается инструментальной рейкой. В процессе нарезания заготовке и рейке сообщается такое же относительное движение, какое они имели бы, находясь в действительном зацеплении.

Положение исходного производящего контура рейки относительно делительной окружности нарезаемого колеса оказывает влияние на форму профиля зуба, а следовательно, и на эксплуатационные свойства проектируемого зацепления. Большое смещение делительной прямой рейки относительно делительной окружности нарезаемого колеса может в пределе вызывать подрезание зуба или заострение зуба (рис. 2.1). Ввиду нарушения свойств зацепления и ослабления зуба подобные его формы считаются недопустимыми, что накладывает ограничения на возможные смещения рейки.

При нарезании прямозубых колес с числом зубьев меньше 17 стандартной рейкой с углом профиля =20головки зубьев инструмента подрезают ножки зубьев обрабатываемого колеса. Для устранения этого явления требуется положительное смещение инструмента — увеличение расстояния между делительной прямой и центром заготовки.

Рис. 2.1. Подрезание (а) и заострение (б) зуба

3. ОБЪЕКТЫ И СРЕДСТВА ИССЛЕДОВАНИЯ

Для выполнения работы используется специальная установка ТММ-42 (рис. 3.1.), которая позволяет имитировать процесс нарезания зубчатых колес методом огибания. Установка имеет основание 8, подвижный диск 6, рейку 3, рычаг 1 натяжения стальной нити 2, клавишу 9 перемещения рейки. Диск представляет собой два жестко связанных круга 6 и 7, один из которых (7) имеет диаметр, равный диаметру делительной окружности нарезаемого колеса. Стальная нить петлей охватывает этот круг, а концы ее закреплены на рейке. При натяжении нити с помощью рычага 1 и перемещении рейки круг поворачивается так, что движение рейки и круга относительно друг друга происходит без скольжения.

Рис. 3.1. Общий вид установки    

На диск большего диаметра 6 накладывается бумажный круг, который закрепляется с помощью имеющихся на диске иголок и крышки 5 с винтом 4. Бумажный круг моделирует заготовку зубчатого колеса, а рейка — исходный контур инструмента.

Рейка может перемещаться горизонтально и вертикально. Горизонтальное перемещение (шаговое) обеспечивается нажатием клавиши 9.

Вертикальное смещение рейки устанавливается по шкале 11 и фиксируется винтами 10.

На установке имеются следующие данные: модуль m (мм), диаметр делительной окружности d (мм), угол профиля зуба исходного контура =20и диаметр диска (заготовки) D.

Для выполнения работы требуются установка бумажного круга соответствующего диаметра, а также циркуль, линейка, карандаш, ножницы и при возможности калькулятор.

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЭВОЛЬВЕНТНОГО ЗАЦЕПЛЕНИЯ

4.1. Исходные данные

Исходными данными являются: модуль m и диаметр делительной окружности d. Дополнительными исходными данными являются стандартные значения параметров исходного производящего контура; коэффициент радиального зазора С*=0,25; коэффициент высоты головки зуба ; угол профиля зуба рейки =20 .

4.2. Выбор коэффициентов смещения рейки

Как отмечалось выше, при назначении колес исходному профилю рейки можно задавать смещение, а при изготовлении колес с числом зубьев меньше 17 рейке обязательно должно быть задано положительное смещение во избежание подрезания ножки зуба.

Коэффициент наименьшего смещения X_min определяется из условия отсутствия подрезания ножки зуба:

(4.1)

4.3. Расчет основных размеров зубчатого зацепления

Число зубьев колеса

(4.2)

Радиус окружности вершин

(4.3)

где X — коэффициент смещения инструмента;

если инструмент смещается к центру заготовки, коэффициент считается отрицательным, если от центра — положительным.  

5. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Определить число зубьев колеса по формуле (4.2)

По формуле (4.1) определить минимальный коэффициент смещения инструмента X_min.

Определить радиусы окружностей вершин зубьев r_a1 для смещения X_min m; r_a2 для смещения xm=10 мм; r_a3для смещения xm=-10 мм.

Найти центр бумажного круга, разделить круг на три сектора (через 120 ), провести делительную окружность через все три сектора и в каждом секторе провести окружности соответственно радиусом r_a1,r_a2, и r_a3.

Наложить бумажный круг на диск прибора и закрепить так, чтобы начало первого сектора совпало с левым краем рейки.

Установить с помощью шкал 11 смещение рейки на X_minm мм.

Переместив рейку в крайнее правое положение, обвести остро заточенным карандашом зубья рейки, находящиеся над бумажной заготовкой. Затем с помощью клавиши передвинуть рейку влево и повторить обводку. Эту процедуру повторять до тех пор, пока рейка не придет в крайнее левое положение. Эвольвентные профили зубьев получаются как огибающие семейства профилей рейки при движении ее относительно колеса.

Повторить операции 5.5 и 5.6 для второго и третьего секторов устанавливая вместо X_minm смещения Xm и -Xm.

Сделать выводы о влиянии смещения инструмента на форму зуба.

6. СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

Наименование и цель работы.

Исходные данные: модуль m, диаметр делительной окружности d.

Расчет основных параметров:

— число зубьев;

— коэффициент минимального смещения X_min;

— радиусы окружностей вершин.

Выводы  

7. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

В чем заключается метод огибания при нарезании зубчатых колес?

Как влияет смещение инструмента на форму зуба?

Как устанавливается инструмент по отношению к заготовке при положительном и отрицательном смещении?

Как устранить подрезание зубьев при числе зубьев колеса меньше 17?

Какое смещение повышает изгибную и контактную прочность зуба?

Предыдущая работа  |  Список работ  |  Следующая работа