9.7. Підрізання зубців. Мінімальне число зубців при виготовленні зубчастих коліс

При виготовленні зубчастих коліс за методом обкатки в деяких випадках відбувається явище підрізування зубців виготовлюваного колеса різальним інструментом. Суть цього явища полягає в тому, що зуб інструменту, перекочуючись у западині колеса, що виготовляється, зрізує частину тіла на ніжці зуба. Це явище відбувається, якщо число зубців у нарізуваного зубчастого колеса менше від деякого граничного значення z_min. Підрізування зменшує евольвентну частину профілю зуба, що порушує правильність зачеплення та послаблює зуб в небезпечному січенні, де діють найбільші напруження згину (рис. 9.10).

Зі властивостей евольвентного зачеплення прямолінійна частина інструменту – його ріжуча кромка та евольвентна частина профілю зубця, що виготовляються, розміщуються по дотичній одна до одної тільки на лінії верстатного зачеплення. Розглянувши верстатне зачеплення та записавши граничну умову – коли вся можлива лінія зачеплення є активною, одержують формулу для визначення мінімального числа зубців, при якому вони ще не будуть підрізані:

. (8)

Рис. 9.10

Якщо коефіцієнт зміщення х=0 (див. нижче), то з (8) отримується формула для мінімального числа зубців, що може бути нарізаною рейковим інструментом без зміщення:

.

Наголосимо, що при проектуванні коліс без зміщення число зубців необхідно брати рівним або більшим z_min. У випадку стандартного рейкового інструменту (h=1,0; =20^) для прямозубих циліндричних зубчастих коліс z_min=17. Для інших зубчастих коліс це число уточнюється в довіднику. Число зубців менше за можна нарізати, застосувавши коригування зубчастих коліс.

9.8. Коригування (виправлення) зубчастих коліс евольвентного зачеплення

Щоб надати зубчастому зачепленню певних властивостей або щоб усунути явище підрізання зубців, використовують спеціальні способи виправлення їх профілю, які називаються коригуванням зубчастих зачеплень (рис. 9.11). Існує таке визначення: виправлення зубчастого зачеплення з метою його покращення називається коригуванням.

Коригування зубчастих коліс виконується з метою:

• підвищити міцність зубців на згин;

• підвищити контактну міцність зубців;

• зменшити спрацьовування зубців;

• підвищити плавність, швидкохідність, безшумність роботи передачі, тобто, змінити ті чи інші якісні показники зубчастого зачеплення (коефіцієнт перекриття, коефіцієнт питомого тиску, коефіцієнт ковзання);

• вписати зубчасту передачу у наперед задану міжосьову відстань;

• усунути явище підрізання зубців різальним інструментом, якщо число зубців z на виготовлюваному зубчастому колесі менше від деякого граничного значення z_min.

Рис. 9.11

Кориговане зачеплення відрізняється від нормального тим, що профілі зубців виконують іншими, більш доцільними для даної передачі відрізками евольвенти того самого основного кола. Кориговані зубчасті колеса виготовляють на тому самому обладнанні та тим же стандартним інструментом, що й некориговані. Різниця полягає в тому, що для коригування коліс інструмент встановлюють з деяким зміщенням у радіальному напрямі. Відстань, на яку зміщують зубонарізний інструмент, називають зміщенням інструменту. Його виражають у вигляді добутку модуля m на коефіцієнт зміщення х та йому присвоюють знак: при нульовій установці зміщення , ; при позитивній установці , ; при від’ємній установці , .

На рис. 9.11 показана форма зубців, що нарізані одним і тим же інструментом на одній і тій же заготовці, але з різним коефіцієнтом зміщення. Усі зубці мають однаковий основний діаметр d_в, отже профілі зубців накреслені по одній і тій же евольвенті. Чим більше зміщення, тим віддаленішими від основного кола відрізками евольвенти окреслюється профіль зубців. При цьому зменшується кривина евольвентного профілю, зубець в основі потовщується, а на вершині загострюється.

Отже, коефіцієнти зміщення суттєво впливають на форму зубців, а таким чином і на якісні характеристики зубчастої передачі. Призначаючи при проектуванні зубчастої передачі ті чи інші коефіцієнти зміщення, можна наділяти передачі бажаними якостями відповідно до умов їх роботи.