Лабораторна робота №2

Моделювання процесу виготовлення зубчастих

коліс методом обкочування

Мета роботи: ознайомитись з експериментальним профілюванням евольвентних зубів методом обкочування і дослідити вплив зміщення інструментальної рейки на форму і розміри зубів.

Теоретичні відомості

На практиці використовують два основних методи виготовлення зубчастих коліс: копіювання і обкочування. При методі копіювання профіль ріжучої частини інструменту повинен збігатися з профілем западин між зубами, які нарізаються (інструментом для нарізання зубів, при даному способі служать модульні фрези (рис. 2.1, а і б), протяжки, стругальні або довбальні різці, шліфувальні круги та ін).

В иготовлення зубчастих коліс методом обкочування (обгинання) застосовують значно ширше якнайпродуктивніше і точне. Метод обкочування полягає в тому, що ріжучому інструменту (наприклад, гребінці) і заготовці надають такий же відносний рух, який виникає при нормальному зачепленні колеса з рейкою. При нарізанні зубів цим методом ріжучі кромки інструменту, переміщуючись, займають відносно профілів зубів коліс ряд послідовних положень, вирізаючи метал між зубами і формуючи їх профілі. Евольвентні профілі зубів утворюються як обвідні ряду положень ріжучих кромок інструменту, що перекочується по профілю зуба.

Методом обкочування зубчасті колеса нарізають на спеціальних зубонарізних верстатах: гребінками (на зубостругальних (рис. 2.1, г)), черв’ячними фрезами (на зубофрезерних ) і довбачами (інструментами, що мають форму зубчастого колеса – на зубостругальних верстатах (рис. 2.1, в)). Однією із переваг методу обкочування є те, що на зуборізних верстатах, одним і тим же інструментом можна нарізати евольвентні колеса з будь-яким числом зубів і різною формою профілю зуба. При цьому форма і розміри зубів колеса, що виготовляється, визначається розмірами інструменту і його розміщенням відносно заготовки.

Д ля забезпечення сприятливих умов стандартизації виготовлення зубчастих коліс і їх взаємозамінності в передачах за основу стандарту прийнято вихідний контур, який є зубчастою рейкою із симетричними трапецієподібними зубами (рис. 2.2). Параметри вихідного контуру за СТРЕВ368 – 76 мають такі значення: кут профілю α=20; коефіцієнт висоти головки зуба ; коефіцієнт висоти ніжки зуба ; коефіцієнт радіального зазору в парі вихідних контурів С^*=0.25; коефіцієнт радіуса кривизни перехідної кривої ; коефіцієнт граничної висоти .

Робочий контур інструментальної рейки окреслюють по западинах вихідного контуру. Базова лінія вихідного контуру, на якій товщина зуба дорівнює ширині западини, називається його ділильною прямою. Ділильна пряма ділить зуб твірного контуру по висоті на дві рівні частини, а тому її часто називають середньою лінією. Відстань між однойменними профілями сусідніх зубів на ділильній або іншій паралельній їй прямій називають кроком (р) зубів вихідного контуру. Одним із основних параметрів контуру є модуль (m)

,

який вимірюється в мм і регламентований ГОСТ 9563-80.

В залежності від розташування робочого контуру інструментальної рейки відносно заготовки (рис. 2.3), можна нарізати три різних варіанти зубчастих коліс: нульові, додатні і від’ємні.

Нульові зубчасті колеса отримують тоді, коли рейка встановлена так, що ділильна пряма (Дп) рейки є дотичною до ділильного кола майбутнього колеса (рис. 2.3 а), тобто коли відсутнє зміщення між ділильною прямою і ділильним колом.

Ділильним колом колеса називається таке коло, на якому крок р зачеплення дорівнює кроку інструментальної рейки р=πm.

В нульовому колесі товщина зуба по ділильному колу колеса S дорівнює ширині западини e, а тому ; висота головки зуба ha = m; висота ніжки зуба hf=ha+c=1.25m.

1. Рейка встановлена так, що ділильна пряма відведена від ділильного кола на деяку величину mx (рис. 2.3б). У цьому випадку по ділильному колу зубчастого колеса, яке нарізається, буде обкочуватися не ділильна пряма (ДП), а пряма, яка називається початковою прямою (ПП) рейки. Відстань b=mx між ділильною і початковими прямими називається зміщенням рейки, а х=b/m – коефіцієнтом зміщення. Зміщення називають додатним, якщо рейку віддаляють від центра заготовки, тобто коли ділильна пряма і ділильне коло не перетинаються. При такому зміщенні висота ніжки зуба h_f менша, ніж у “нульового”, на величину xm. Ширина зуба по ділильному колу більша, ніж у “нульового” і визначається за формулою: S=p/2+2xmtga. Таке колесо називають колесом з додатним зміщенням або просто додатним.

2. Рейка встановлена так, що ділильна пряма (ДП) перетинає ділильне коло колеса (рис. 2.3.в), тобто рейка зміщена від номінального положення до центра заготовки. Таке зміщення називають від’ємним, а зубчате колесо – з від’ємним зміщенням або просто від’ємним. У таких зубчатих колесах висота ніжки зуба h_f більша, ніж у “нульового”, на величину зміщення xm, а ширина зуба по ділильному колу – менша і дорівнює ширині западини рейки по початковій прямій (ПП), тобто .

Колеса нарізані зі зміщенням називають ще виправленими або коригованими. Коригування зубчатих коліс виконують з метою: запобігання підрізування ніжки зуба; зменшення зношування; підвищення міцності зуба.