Общие сведения. Зубчатые колеса изготавливаются литьем, штамповкой, накаткой, протяжкой и нарезанием (обкаткой и копированием)

Зубчатые колеса изготавливаются литьем, штамповкой, накаткой, протяжкой и нарезанием (обкаткой и копированием). Наиболее совершенным является метод обкатки, при котором режущий инструмент и заготовка совершают относительные движения, аналогичные движениям зубчатой рейки (колеса) о шестерней.

В качестве режущих инструментов применяют инструментальную рейку (гребенку) (Рис. 6.1, а), инструментальное колесо (долбяк) (Рис. 6.1, б) и червячную фрезу (Рис. 6.1, в).

Наиболее простым, дешевым и точным зуборезным инструментом является гребенка. При нарезании гребенка (Рис. 6.1, а) совершает возвратно-поступательное движение 3, а заготовка -' вращательное движение 2 вокруг оси и поступательное I вдоль гребенки. Заготовка остается неподвижной при движении гребенки вниз (рабочий ход) и поворачивается вокруг оси с одновременным' перемещением вдоль рейки при движении гребенки вверх (холостой ход). На гребенке обычно выполнено 5-10 зубьев, поэтому за одно перемещение заготовки можно нарезать такое же число зубьев. Для нарезания всех зубьев колеса заготовку приходится переставлять много раз, что сопряжено с известной потерей времени. Поэтому производительность зуборезных станков с гребенкой ниже, чем производительность станков с долбяком. Наиболее производительными являются станки с червячной фрезой.

У гребенки различают модульную прямую или среднюю линии I и делительную прямую 2 (Рис.6.2).

Средняя линия - прямая, по которой толщина зуба S_n. равна ширине впадины рейки l _n и равна половине нормального шага зубьев рейки, т.е. S_n= l _n=0.5p_n. Средняя линия делит прямолинейную часть зуба рейки на две части, равные по высоте h _f. По сравнению с зубом нормального колеса рейка имеет увеличенную высоту головки зуба h_а, т.к. этой частью рейкa нарезает ножку зуба колеса высотою h_f. Разность h_f–h_a соответствует радиальному зазору c=0.25 собранных колес.

Делительной называется прямая, проходящая через полюс зацепления Р и перекатывающаяся без скольжения по делительной окружности будущего колеса.

Делительная окружность d колеса - окружность, на которой шаг зацепления p₂ равен шагу инструментальной рейки p_n, т.e. p₂=p_n=π m_n.

Если при нарезании зубьев рейка установлена так, что делительной является средняя линия рейки, т.е. нулевое положение (Рис. 6.2, а), то толщина зуба по дуге делительной окружности будет равна ширине впадины, т.е.S_n=0.5π m_n (при этом в передаче сумма толщин зубьев шестерни и колеса равна окружному шагу, т.е. S_1n+S_2n=p_t, высота ножки зуба h_f=1.25m_n, головки зуба h_a=m).

Рис. 6.1а – Схема изготовления зубчатых колес методом обкатки: гребёнкой; б – Схема изготовления зубчатых колес методом обкатки: долбяком; в – Схема изготовления зубчатых колес методом обкатки: червячной фрезой

Рис. 6.2а - Размещение гребёнки относительно заготовки нарезании зубчатых колес: нормального; б - Размещение гребёнки относительно заготовки нарезании зубчатых колес: положительного; в - Размещение гребёнки относительно заготовки нарезании зубчатых колес: отрицательного

Зубчатые колеса с такими параметрами, полученные любым методом нарезания, называются нормальными.

Колеса с параметрами, отличными от этих величин, называются корригированными (исправленными). Корригированные колеса получаются в том случае, когда рейка смещена относительно центра наре­заемого колеса так, что делительная прямая рейка не совпадает с ее средней линией.

Расстояние ξ, между делительной и модульной прямыми рейки, называют абсолютным смещением (сдвигом), а отношение ξ /m=x – коэффициентом смещения.

Сдвиг может быть положительным и отрицательный. Положительным называется сдвиг от оси нарезаемого колеса (Рис. 6.2, б). У такого колеса толщина зуба по делительной окружности больше ши­рины впадины и оно называется положительным.

Отрицательным называется сдвиг к оси нарезаемого колеса (Рис. 6.2, в). Уколеса толщина зуба по делительной окружности меньше ширины впадины и оно называется отрицательным.

Параметры зубчатых корригированных колес определяются по следующим зависимостям:

- число зубьев

; (6.1)

- диаметр окружности выступов

d_a=m(z+2)±2ξ; (6.2)

- диаметр окружности впадин

d_f=m(z-2.5)±2ξ; (6.3)

- шаг по делительной окружности

p=π m; (6.4)

-толщина зуба по делительной окружности

(6.5)

(при α _w= 20⁰: tgα _w=tg20⁰=0, 36397).