Методика нарезания зубчатых колес

Лабораторная работа № 3

Построение эвольвентного профиля зубчатых колес

Методом обкатки зубчатой рейкой

Цель работы: 1. Ознакомление с профилированием эвольвентных зубчатых колес методом обкатки.

2. Определение основных параметров зубчатых колес, ознакомление устранением подреза зубьев посредством смещения инструмента.

А. Теоретическая часть

Простая зубчатая передача представляет собой трехзвенный механизм, состоящий из двух зубчатых колес и стойки (неподвижного звена). Расстояние между центрами вращения двух колес передачи называется межосевым и обозначается через А. Соприкосновение зубьев зубчатых колес называется зацеплением, а линия соприкосновения зубьев колес называется линией зацепления (линия E₁ E₂ на рис. 3.1 а). Угол между линией зацеплениям прямой, перпендикулярной межосевой линии, называется углом зацепления и обозначается через α.

В качестве кривой, очерчивающей боковые профили зубьев, применяют, главным образом, эвольвенту. Поэтому профили таких зубьев называют эвольвентными.

Шагом зацепления Р_n называют измеренное по дуге делительной окружности колеса расстояние C₁C₂ между аналогичными точками двух соседних зубьев. Шаги совместно работающих колес одинаковы.

Модуль зацепления т является длиной, выраженной в миллиметрах, которая в х раз меньше шага; модуль показывает, сколько миллиметров диаметра делительной окружности приходится на один зуб.

Делительной называют окружность колеса, для которой модуль имеет стандартную величину. Эта окружность является базовой для определения размеров зубьев и обозначается через α.

Делительная окружность в сечении, перпендикулярном оси вращения колеса, делит зуб на две части: головку и ножку.

Головкой называется часть зуба, расположенная между делительной окружностью и окружностью вершин, диаметр которой обозначается через d_a.

Ножкой называется часть зуба, расположенная между делительной окружностью и окружностью впадин, диаметр которой обозначается через d_f.

Каждый зуб сбоку очерчен двумя симметричными эвольвентными профилями.

Расстояние между этими профилями, измеренное по делительной окружности, обозначается через S_n и называется толщиной зуба по делительной окружности.

Методика нарезания зубчатых колес

Нарезание эвольвентных профилей методом обкатки является наиболее распространенным способом изготовления зубчатых колес.

Режущим инструментом в этом случае, может быть долбяк (рис.3.2.), выполненный в виде зубчатого колеса с высотой головки зуба, равной 1,25м; зубчатая рейка (рис.3.3.), представляющая собой частный случай долбняка с делительным диаметром d = ∞ и червячная фреза, продольное осевое сечение которой имеет профиль зубчатой рейки. Изготовление колес производится при этом соответственно на зубодолбежных, зубострогальных и зубофрезерных станках.

В упрощенном варианте процесс нарезания заключается в следующем. При обкатке режущий инструмент "И" (см. рис. 3.2 и 3.3) и заготовка "3" получают относительное движение, аналогичное движению шестерни (зубчатой рейки) в зацеплении с колесом. Технологическая операция долбления (строгания) осуществляется при высоте заготовки "3" и возвратно- поступательном движении инструмента "И" в направлении, обозначенном стрелками.

Обкаточное движение подачи заготовки ”3", показанное стрелками П, происходит в промежутке между ходами инструмента.

Преимуществом зуборезных станков, работающих по методу обкатки, является то, что одним и тем же инструментом можно нарезать эвольвентные профили с разными параметрами, определяемыми положением инструмента относительно заготовки. Использование зубодолбления при нарезании колес с внутренними зубчатыми венцами является единственно возможным методом их изготовления. Положительным свойством зубчатой рейки является простота формы режущей кромки - прямая линия. Благодаря этому достигается высокая точность изготовления инструмента и колес, что в свою очередь, обеспечивает большую длительность работы зацепления.

ГОСТ 16532-70 предусматривает изготовление зубчатых колес без смещения и со смещением исходного контура. Смещением исходного контура называется расстояние по нормали между делительной поверхностью цилиндрического зубчатого колеса и делительной поверхностью долбяка (делительной плоскостью зубчатой рейки).

Отношение смещения к расчетному модулю цилиндрического зубчатого колеса определяет коэффициент х смещения исходного контура. Смешение принимается положительным, если делительная поверхность долбяка не пересекает делительной поверхности нарезаемого колеса, и отрицательным, если пересекает ее. Смещение инструмента при нарезании колес осуществляется в следующих случаях:

- для вписывания в заданное межосевое расстояние А;

- для улучшения качественных показателей зацепления;

- для устранения подрезания ножек зубьев.

В последнем случае необходимо определить минимальное количество зубьев Z_min на колесе, при котором не происходит подрезания ножки.

Для реечного зацепления Z_min ≈ 17.

В том случае, когда нарезаемое колесо имеет число зубьев z < 17, необходимо осуществлять положительное смещение исходного контура. Минимальное значение коэффициента смещения определяется формулой:

а само смещение равно произведению коэффициента смещения на модуль зацепления: X_min • т.

Правильно выбранные коэффициенты смещения исходного контура позволяют существенно расширить возможности использования зубчатых передач.

Б. Описание установки.

Прибор для имитации нарезания эвольвентных профилей зубьев колес методам обкатки инструментальной рейкой показан на рис. 3.4.

Он состоит из двойного диска 1, соответствующего нарезаемого колеса, и рейки 2. На верхний диск «а», оснащенный иглами 3, с помощью винта 4 и прижимной шайбы 5 закрепляется бумажный круг, на котором вычерчиваются профили зубьев. Диаметр круга указан на внешней стороне диска «а». Нижний диск «б» соответствует делительной окружности нарезаемого колеса. C помощью гибкой связи (струны) диск "б" обкатывается по прямой, соответствующей образующей делительной плоскости рейки. Диск 1 может свободно проворачиваться, если ослабить гибкую связь, повернув при этом рукоятку б против часовой стрелки. Свободное вращение диска позволяет устанавливать его в определенном положении по отношению к рейке 2. Для натяжения струны рукоятку б поворачивают в крайнее правое положение до упора.

Рейке можно сообщать необходимое смещение равное произведению коэффициента смещения и модуля (х • т) к центру или от центра заготовки. Это смещение осуществляется по направляющим планки 7 относительно шкалы 8 и контролируется меткой 9, нанесенной на рейке. Положение рейки фиксируется винтами 10 на платформе 11.

Прерывистое поступательное движение платформы с рейкой осуществляется нажатием клавиши 12. Справа от клавиши 12 находится сопряженный Г-образный рычаг 13 свободного хода рейки.

Когда рычаг 13 лежит на упоре 14, обеспечивается прерывистое шаговое перемещение платформы с рейкой, когда же он расположен на клавише 12, платформа может передвигаться свободно.

На рейке выгравированы основные параметры зацепления: модуль т, мм; угол зацепления а = 20'; делительный диаметр d, мм нарезаемого колеса.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: