Задание: 

1. Изучить конструкцию, кинематическую схему и освоить методику настройки полуавтомата на обработку шестерни.

2. Вывести расчетные формулы настройки привода главного движения, цепей деления и круговых подач.

Общие положения: 

Станок предназначен для нарезания цилиндрических колес с прямыми и косыми зубьями, как с наружным, так и с внутренним зацеплением. Ввиду малого перебега долбяка станок приспособлен для нарезания блоков зубчатых колес.

Станок работает по методу обкатки, где в процессе нарезания зубьев воспроизводятся движения пары цилиндрических зубчатых колес. Работу одного колеса выполняет зуборезный долбяк, а второго — заготовка.

Долбяк, установленный на конце шпинделя, совершает возвратно-поступательное движение (вверх и вниз). При движении вниз долбяк совершает рабочий ход — осуществляет процесс резания, а при движении вверх совершает холостой ход. Для предохранения от порчи и притупления кромок на зубьях долбяка стол с заготовкой отводится от долбяка на небольшую величину во время обратного хода, а к моменту начала рабочего хода стол устанавливается в исходное положение. Заготовка находится на оправке стола.

До начала обработки долбяк подводится вплотную к наружной поверхности заготовки. Затем включается радиальная подача шпиндельной головки для врезания долбяка в заготовку. По окончании радиальной подачи нарезание зубьев происходит на полный профиль за 1 оборот заготовки

Исходные данные для настройки: 

1. Число нарезаемых зубьев шестерни z (варианты)

2. Модуль нарезаемой шестерни, мм m=1

3. Наружный диаметр шестерни, мм D

4. Ширина венца шестерни, мм b=20

5. Число зубьев долбяка z_д=100

6. Материал шестерни Д16 ГОСТ 4784-97

Рисунок 1 – Эскиз детали.

Таблица 1 – Формулы геометрического расчета шестерни

№	Наименование величины	Обозначение	Формула или численное значение, ГОСТ
1	Число зубьев	Z	Задано
2	Модуль нормальный	mn	ГОСТ 9563-60
3	Модуль торцовый	mS
4	Угол наклона зуба на делительном цилиндре	β	Задано
5	Диаметр делительной окружности	dд	dд = mS Z
6	Высота головки зуба	h	h = mn
7	Диаметр окружности выступов	Dе	Dе = dд + 2 mn
8	Высота ножки зуба	h″	h″ = 1,25
9	Половина угловой толщины зуба	Δ
10	Высота зуба до хорды делительной окружности	hx
11	Толщина зуба по хорде делительной окружности	Sx
12	Толщина зуба по постоянной хорде	Snx
13	Высота зуба по постоянной хорде	hnx
14	Угол зацепления в торцевом сечении	αOS
15	Число зубьев, охватываемых при измерении длины общей нормали	n
16	Длина общей нормали	L

Техническая характеристика станка модели 5в12: 

Максимальный модуль обрабатываемой шестерни, мм 4

Максимальный диаметр обрабатываемой шестерни, мм 208

Максимальная ширина венца, мм 50

Число зубьев обрабатываемой шестерни 10-204

Максимальный диаметр долбяка, мм 75

Максимальная длина хода долбяка, мм 55

Диаметр посадочного места под долбяк, мм 31,743

Конус инструментального шпинделя (внутренний) Морзе №3

Диаметр стола, мм 140

Диаметр отверстия стола, мм 70

Число двойных ходов долбяка в минуту 200-315-425-600

Круговая подача долбяка, мм/дв.ход 0,1-0,46

Радиальная подача долбяка, мм/дв.ход сменный кулак

Мощность главного привода кВт 1,7

Габариты станка в плане, мм 1320 x 940

Вес станка, кг 1850

Конструкция станка, органы управления 

Станок (рис. 2) имеет вертикальную компоновку, и станина его состоит из трех частей. В нижней части расположены двигатель, насос гидросистемы и гидроагрегаты. В отдельных нишах смонтированы электрооборудование и резервуар для масла. В средней станине смонтированы: стол, механизмы реверсирования, качания и регулирования величины отвода стола, червячная передача стола. Верхняя часть станины служит для расположения вала кривошипно-шатунного механизма; механизмов радиальных и круговых подач, механизмов деления и панели управления станком.

Суппорт смонтирован на направляющих верхней станины. В корпусе суппорта расположены: штоссель, червячная передача, механизм перемещения и установки суппорта, коромысло с зубчатым сектором и масляный насос.

На станине может быть установлен гидрозажим изделия.

Рисунок 2 – Общий вид станка 5В12.

Таблица 2 – Органы управления зубодолбежного станка модели 5В12

Обозначение	Наименование	Назначение
1	Линейный выключатель	Подвод тока в электросхеме станка
2	Квадрат	Регулирование длины хода штосселя
3	Квадрат	Поворот кривошипно-шатунного механизма
4	Гайка	Стопорение пальца кривошипа
5	Квадрат	Изменение длины шатуна
6	Гайки	Крепление шатуна
7	Стопорный винт	Регулирование зазора в зацеплении сектора со штосселем
8	Квадрат	Перемещение суппорта
9	Квадрат	Вращение кулачков врезания
10	Рукоятка	Реверс суппорта
11	Кнопки «Пуск» и «Стоп»	Пуск и остановка гидравлики
12	Кнопки «Пуск» и «Стоп»	Пуск и остановка главного привода
13	Кнопка «толчок»	Наладка станка
14	Выключатель	Включение и выключение местного освещения
15	Квадрат	Установка глубины врезания
16	Рукоятка	Подача охлаждающей жидкости
17	Квадрат	Вращение делительной пары суппорта
18	Квадрат	Фиксация суппорта
19	Рукоятка	Переключение кулачков врезания
20	Гайки	Фиксация суппорта
21	Квадрат	Ручное вращение стола
22	Рукоятка	Управление гидрозажимом
23	Рукоятка	Реверс стола
24	Конечный выключатель	Останов станка
25	Рукоятка	Перекидка ремней

Кинематическая структура станка 

Рисунок 3 – Кинематическая схема зубодолбежного станка модели 5В12.

Кинематическая схема станка представлена на рис. 3. Схема включает цепь главного движения (возвратно-поступательное движение долбяка), цепь обкатки (деления), цепи подач (круговых и радиальных) и цепи ручных перемещений при настройке. Настройка кинематических цепей производится на основе принимаемых расчетных перемещений.

Возвратно-поступательное движение долбяка осуществляется по следующей цепи: электродвигатель (N=1,7 кВт, n=950 об/мин), четырехступенчатая клиноременная передача со сменными шкивами D₁/D₂, вал I, кривошипно-шатунный механизм, зацепляющийся с цилиндрической рейкой Р₃ шпинделя долбяка при помощи зубчатого сектора. Числа двойных ходов долбяка в минуту 200; 315; 425; 600.

Вращательное движение долбяка осуществляется по следующей цепи: электродвигатель (N=1,7 кВт), ременная передача D₁/D₂, червячная пара 4/50, вал II, сменные колеса a₁/b₁, зубчатые пары 64/72 - 72/64, валы IV, V, VI, зубчатые колеса реверса 64/35 – 35/64 или 64/64, вал VII, червячную пару 1/90, шпиндель долбяка.

За один двойной ход долбяка он должен снять слой металла, соответствующий величине круговой подачи s_КР. За величину s_КР принято считать величину дуги начальной окружности долбяка, на которую он повернулся за время одного двойного хода.

Уравнение кинематической цепи примет следующий вид: (включена муфта М₃)

отсюда сменные колеса

где D_дол — диаметр начальной окружности долбяка в мм.

Вращение заготовки (движение обкатки и деления) осуществляется по цепи: приводной вал I, червячная пара 4/50, вал II, сменные колеса a₁/b₁, вал III, сменные колеса a/b·c/d, вал XI, зубчатые колеса 52/74·74/44, валы XII, XIII, зубчатые колеса реверса 44/35·35/80 или 44/80, валы XIV, XV, зубчатая пара 80/39, вал XVI, червячная пара 1/120, стол с заготовкой. При повороте долбяка на 1/z_дол заготовка должна, исходя из принципа работы станка, также повернуться на 1/z_заг.

Уравнение кинематической цепи примет вид:

Отсюда сменные колеса

Радиальная подача шпиндельной головки осуществляется по цепи: приводной вал I, червячная пара 4/50, вал II, сменные колеса a₁/b₁, вал III, сменные колеса a/b·c/d, зубчатая пара 40/80, вал IX, одна из включаемых трех пар зубчатых колес 35/41 или 28/48, либо 48/28, вал X, червячная передача 1/100, кулачок врезания К.В., рейка Р₁ , закрепленная в корпусе шпиндельной головки.

Вспомогательные движения.

Качательное движение стола осуществляется от кулачка K₂, сидящего на приводном валу I, через систему рычагов. Возврат производится пружиной.

Ручное вертикальное перемещение долбяка производится рукояткой через зубчатую передачу 58/110. Ручной поворот кулачка К.В. радиальной подачи осуществляется посредством зубчатых колес z=20, z=60 и z=116. Ручное перемещение суппорта шпиндель­ной головки осуществляется посредством червячной пары 1/113, зубчатого колеса z=12 и рейки с модулем 3 мм. За один оборот червяка перемещение суппорта соответствует

На валу червяка имеется лимб с ценой деления 0,01 мм. Ускоренное перемещение производится зубчатой передачей 15/113, и величина перемещения за один оборот колеса z=15 соответствует 15 мм.