3. Основи теорії зачеплення

Основна теорема зачеплення:

"Точка контакту спряженних поверхонь зубців, розділяє міжосьову відстань на відрізки, зворотньопропорційні кутовим швидкостям ланок".

З цієї теорії витікають такі переваги зубчастих передач:

1. Точка контакту не змінює своє розсташування в просторі і знаходяться на відрізку, який з'єднує центри обертання колес.

2. Передатне число це стала величина.

Основній теоремі зачеплення найбільш повно відповідають криві властивості рулет.

4. Зачеплення двох прямозубих зубчастих колес

Евольвента це розгортка кола. Евольвенту здобувають при перекочуванні жорсткої прямої навкруги циліндра без проковзування.

Властивості евольвенти:

1. Евольвента завжди перпендикулярна до твірної прямої;

2. Твірна пряма завжди дотична до основного кола;

3. Можемо здобути евольвенту при обертанні прямої, як за годинниковою стрілкою так і в протилежному напрямку.

Дві евольвенти, створені за допомогою однієї прямої, зберігають відстань в будь-якій точці (еквідистантні).

Поверхні взаємодії зубців зубчатих колес, які забезпечують постійне передатне число називаємо спряженими поверхнями зубців.

Контрольні запитання

1. Які передачі називаються зубчастими?

2. На які основні групи поділяються зубчасті передачі?

3. Назвіть властивості евольвенти.

4. Що таке евольвента?

5. Які поверхні називаються спряженими?

Лекція 6.

Тема 3.2. Короткі відомості про виготовлення

Мета: ознайомитися з методами та матеріалами виготовлення зубчастих колес.

1. Виготовлення зубчастих колес. Застосовувані матеріали.

1. Виготовлення зубчастих колес. Застосовувані матеріали

Залежно від матеріалу, форми і розмірів колес заготовки для них одержують литвом, куванням або штампуванням. Зуби коліс виготовляють накоченням, нарізанням, рідше литвом.

Накатка зубів.

Накатка – це утворення зубів на поверхні обода заготовок колес. Розрізняють гаряча і холодна накатка. При гарячому накачуванні утворення зубів відбувається в результаті пластичних деформацій обода заготовок, нагрітих струмами високої частоти до температури ~ 1200°С. Заготовки обкатують між колесами – накатниками эвольвентного профілю. При цьому на вінці видавлюються, зуби, модуль яких можна одержати до 5мм. Холодне накочення зубів застосовується при виготовленні дрібномодульних коліс з модулем менше 2,5мм. Холодне накочення застосовується Також і як обробна операція при обробці зубів. Процес гарячого і холодного накочення зубів забезпечує отримання зубчатих коліс 7-го і 8-го ступеня точності. Після накочення поліпшується структура поверхневого шару металу (створюється деформаційне зміцнення), що забезпечує підвищення міцності зубів на 15...20%. Накатування – високопродуктивний метод виготовлення зубчатих коліс, що різко скорочує відхід металу в стружку. Застосовується в масовому виробництві.

Нарізання зубців.

Існують два методи нарізування зубів – копіювання і обкатка.

Метод копіювання заснований на прорізанні западин між зубами дисковою модульною фрезою або пальцьовою зуборізною фрезою, форма ріжучих кромок яких відповідає формі западини зуба колеса. Пальцьова фреза застосовується для фрезерування профілів косозубых, прямозубых і шевронних колес крупного модуля. Після прорізання кожної западини заготівку уручну повертають на кут 360° (на крок зачеплення). Це малопродуктивний і неточний метод. Застосовується в одиничному виробництві, главним чином при ремонтних роботах.

Метод обкатки заснований на відтворенні зачеплення зубчатої пари. Однією із зубчатих деталей є оброблювана заготівка, а другий – ріжучий інструмент, наприклад інструментальна рейка. В процесі нарізування заготівка обертається навколо своєї осі, а рейка здійснює зворотно-поступальний рух по вертикалі і поступальний рух паралельно дотичної заготовці.

Як ріжучий інструмент застосовують черв'ячні фрези, що мають в осьовому перетині форму інструментальної рейки, зуборізні долбяки та ін. Черв'ячні фрези застосовують для нарізування прямих і косих зубів циліндрових коліс із зовнішнім розташуванням зубів і для нарізування зубів черв'ячних коліс.

Зубчасті колеса мжуть бути виготовленні, як із металу так і з не металевих матеріалів ( текстолитовий капрон ). Найчастіше використовуються чорні метали.

Зубчасті колеса виготовляються із вуглецевої сталі : Ст. 4,Ст. 5, сталь 40, 45, 50, 35, 35Л, 45Л, легованих 12ХНЗ, 40ХНЛ, СЧ 15–32.