5.3 Понятие о зубчатых зацеплениях, выполнен­ных со сме­щением зу­борезного инструмента

5.3.1 В предыдущем подразделе уже шла речь о зубчатых коле­сах, вы­полненных с отступлением от стандарт­ных па­раметров, путем смещения зуборезного инструмента при нарезании зубьев. Напомним, что у нор­мальных колес, с параметрами зубьев, соответствующими стан­дартным (см. под­раздел 4.2), ширина зуба и ширина впадины по дуге делительной окружности равны меж­ду со­бой. Такое со­отношение дости­гается при нарезании колес без сме­щения, или, иными словами, когда делительная ок­ружность за­го­товки колеса при нарезании зубьев катится по делительной прямой (ДП) реечного инструмента без про­скальзыва­ния (см. подраздел 4.3).

5.3.2 Зубчатые колеса, нарезанные со смеще­нием, и пере­дачи, образованные такими колесами, называют корригирован­ными или по более современной терминологии – модифицированными /4, с. 91/.

Модифицированием называют исправление про­филя зуба путем его очерчивания другим участком той же звольвенты, которой очер­чен зуб нормального колеса. Пример модифи­цирования иллюстри­рован ри­сун­ком 5.9.

1 – подрезанный зуб немодифи­ци­ро­ванного (нор­мального) колеса; 2 – мо­ди­фи­цированный зуб.

Рисунок 5.9 – Иллюст­рация мо­ди­фици­рования (корригирования) зубьев ко­леса с целью устранения подреза

Модифицирование применяют в сле­дующих целях:

– для устранения подрезания зубьев шестерни, у которой ;

– для повышения прочности зубьев при изгибе путем уве­личения их тол­щины у ножки;

– для повышения контактной прочности зубьев путем уменьшения кри­визны их профиля в полюсе зацепления;

– для получения передачи с заданным межосевым рас­стоянием.

Модифицирование достигается смещением инструмента на вели­чину при нарезании зубьев (см. рисунок 5.8). Смещение инст­ру­мента от центра нарезаемого колеса называется положительным, к цен­тру – отрицательным.

5.3.3 Положительное смещение инструмента увеличивает тол­щину зуба у основания (см. рисунок 5.9), что повышает его проч­ность при из­гибе. Диаметр вершины зуба d’_a при этом возрас­тает, а профиль очерчи­ва­ется участком эвольвенты, более уда­ленным от ос­новной ок­ружно­сти, где радиус кривизны больше. Поэтому увеличива­ется кон­тактная проч­ность поверхности зуба.

При отрицательном смещении инструмента происходят обратные изме­нения геометрии зуба и его прочностных свойств.

У колеса, нарезанного со смещением, в отличие от нор­мального колеса, толщина зуба и ширина впадины по делительной ок­руж­ности не равны между собой, но в сумме они по-прежнему дают шаг .

5.3.4 В зависимости от сочетания смещений у пары зубча­тых ко­лес, обра­зующих передачу, модификация (коррекция) может быть вы­сотной или угловой.

При высотной модификации шестерню (меньшее из колес пары) наре­зают с положительным коэффициентом смещения , а ко­лесо – с отри­цательным , но так, чтобы по абсолютной величине ко­эффици­енты смещения были равны между собой, т.е. . Сум­марный ко­эффициент смещения при этом .

Высотная коррекция применяется при большом переда­точном от­ноше­нии, когда нужно устранить подрез зубьев у шестерни и сде­лать их при­мерно равнопрочными с зубьями колеса при изгибе.

При высотной модификации (коррекции) зубчатой пары диа­метры дели­тельной и начальной окружностей совпадают, как и в нор­мальном заце­плении. При этом остаются неизменными межосе­вое рас­стояние , коэффициент перекрытия и угол зацепления . Не из­меняется и общая высота зубьев, по сравнению с нормаль­ным значе­нием. Меня­ется лишь соотношение между высотами головок и ножек. Поэтому та­кая модификация называется высотной.

5.3.5 Угловая модификация является более общим слу­чаем, когда сум­марный коэффициент смещения .

Если при и , то толщина зубьев по делитель­ной окруж­ности и диаметры вершин зубьев увеличива­ются у обоих колёс пары. Поэтому для правильного зацепления колес их нужно раз­двинуть, уве­личив межосевое расстояние на (см. рису­нок 3.10). При этом воз­ник­нут новые начальные окружности, а угол заце­пления увели­чится и не будет равен стандартному значе­нию . Такая модифи­кация называется угловой.

Угловая модификация по сравнению с высотной дает больше воз­можно­стей влиять на параметры зацепления. Поэтому она применяется чаще.

Модифицированные колеса обрабатывают тем же стан­дартным инстру­ментом и на тех же станках, что и немодифицирован­ные. Для по­лучения требуемой высоты зубьев диаметры заготовок со­ответственно увеличи­вают или уменьшают на величину удвоен­ного смещения зубо­резного инструмента, т.е. на .