2.2 Расчет и конструирование червячной фрезы

Фреза червячная представляет собой червяк со стружечными канавками, наклоненными под углом к оси фрезы. Данная фреза предназначена для нарезания косозубого колеса с числом зубьев Z=40 и модулем m=2,5 мм в заготовке из стали 25ХГТ ГОСТ 4543-71.

Производим расчёт фрезы:

1 Модуль колеса

2 Угол профиля нарезаемого колеса

3 Коэффициент высоты головки зуба

4 Коэффициент радиального зазора

5 Угол наклона зуба колеса и направление зуба;

6 Диаметр делительной окружности вала d = 114,299

7 Высота головки зуба

7 Диаметр окружности вершин зубьев

8 Высота ножки зуба колеса

2.2.1 Определение размеров фрезы по нормали

Данная фреза зарезает зубья в материале 25ХГТ ГОСТ 4543-71. Этот материал содержит в хром, что повышает его твердость. Поэтому фрезу необходимо изготавливать из быстрорежущей стали Р6М5К5, с последующим покрытием TiN.

Точность колеса 10-9-9-Вс, которую позволяют обеспечить фрезы класса точности В.

2.2.1.1 Расчетный профильный угол исходной рейки в нормальном сечении.

α = α_no =20°;

2.2.1.2 Модуль нормальный m _no = m _o = 2,5 мм

Рисунок 2.7 – Геометрические параметры фрезы

2.2.1.3 Шаг по нормали (между соседними профилями фрезы), мм:

.

2.2.1.4 Расчетная толщина зуба в нормальном сечении зуба на делительной прямой, мм:

,

.

2.2.1.5 Расчётная высота головки зуба, мм:

где - диаметры делительной окружности и окружности впадин зубье.

.

2.2.1.6 Полная высота зуба, мм:

где h - высота зуба.

2.2.1.7 Радиус закругления на ножке зуба, мм:

2.2.1.8 Радиус закругления на головке зуба фрезы для шлицев с плоской формой впадины, мм:

Рисунок 2.8 – Формы зуба и стружечных канавок.

2.2.1.8 Радиус закругления на головке зуба фрезы для шлицев с плоской формой впадины, мм:

2.2.2 Определение конструктивных размеров

2.2.2.1 Диаметр наружной окружности выбираем по ГОСТ 9324-80.

2.2.2.2 Число зубьев фрезы:

где

Откуда

Принимаем .

2.2.2.3 Углы резания

Принятое значение проверяется расчетом заднего бокового угла :

Откуда , следовательно, угол выбран верно.

2.2.2.4 Величина падения затылка, мм:

.

2.2.2.5 Диаметр начальной окружности фрезы, мм

2.2.2.6 Угол подъёма винтовой линии витка:

2.2.2.8 Направление витков – левое.

2.2.2.9 Направление стружечных канавок – винтовое.

2.2.2.10 Осевой шаг стружечной канавки

2.2.2.11 Угол установки фрезы

.

2.2.2.12 Расчетные профильные углы фрезы:

- в нормальном сечении α _прав = α _лев =20°;

- в осевом сечении:

2.2.2.13 Глубина стружечной канавки, мм:

где - радиус закругления дна канавки, принимаем .

2.2.2.14 Радиус закругления основания канавки, мм:

2.2.2.15 Угол профиля канавки принимаем Ө = 25°.

2.2.2.16 Диаметр посадочного отверстия, мм:

По ГОСТ 6637-80 принимаем d = 32 мм.

2.2.2.17 Диаметр буртика, мм:

.

Принимаем

2.2.2.18 Диаметр выточки в отверстии, мм:

2.2.2.19 Длина рабочей части фрезы, мм:

2.2.2.20 Полная длина фрезы, мм:

где - длина буртика,

Принимаем L=100мм, L₁=90мм.

2.2.2.21 Толщина зуба у основания:

2.2.2.22 Длина шлифованной части отверстия с каждой стороны, мм:

Принимаем

2.2.2.23 Проверочный расчет.

Так как , то расчет выполнен верно.

2.2.3 Определение размера усика

По эксплуатационным характеристикам зубчатого колеса, на фрезе необходим усик.

Формы усика и размеры показаны на рисунке 2.9.

Рисунок 2.9 – Геометрия усиков

Размеры усиков должны быть такими, чтобы подрезание зубьев колеса в зоне ножки не распро­странялось бы на активную часть профиля зуба. Предельной точкой начала подрезания является точка J3, отстоящая от точки А начала активной части профиля колеса по линии зацепления на расстоянии, равном припуску под шевингование на сторону ΔSm/2. Точка С профиля фрезы, которая контактирует с точкой В профиля колеса по линии зацепления является точкой начала усика фрезы.

Рисунок 2.10 – Определение размеров усиков

2.2.3.1 Начало усика фрезы

где r₁ — радиус делительной окружности нарезаемого ко­леса; р_А1— радиус кривизны профиля зуба в точке А, равный:

где: r_a2 и r_b2 — радиусы окружностей вершин и основной со­пряженного колеса; a_w12 — межосевое расстояние в передаче.

На рабочем чертеже фрезы вместо hy проставляется размер Су:

Су = h_y/cosα;

Су = 1,41/cos20=1,5мм.

Остальные элементы конструкции фрезы выбираем по ГОСТ 9324-80 или из конструктивных соображений.

По ГОСТ 9324-80 определяются допуски на все элементы червячной фрезы и технические требования к ее изготовлению.

Выполняется рабочий чертеж фрезы с учетом всех требований к рабочему чертежу.