Способы нарезания зубьев

Нарезание зубьев зубчатых колес можно производить методом копирования или методом огибания (обкатки).

По методу копирования впадина между зубьями образуется инструментом (дисковой фрезой (рис. 2.8а), пальцевой фрезой (рис. 2.8б), протяжкой, шлифовальным кругом), имеющим профиль впадины. Точность этого метода, особенно по шагу – пониженная. Метод копирования применяют для обработки крупномодульных шевронных колес, для нарезания и для шлифования колес в массовом производстве, а также в условиях ремонтных мастерских. Для нарезания колес с разным числом зубьев необходим комплект инструмента каждого модуля из 8…26 шт.

Методом копирования получают зубчатые колеса пониженной (9-ой) степени точности (см. ниже п. 2.6 «Нормы точности») без дополнительных отделочных операций. Колеса средней (8-ой) степени точности дополнительно отделываются или притираются в паре.

а	б	в	г
Рис. 2.8. Способы нарезания зубьев

Основное применение имеет метод огибания. По этому методу зубья нарезают инструментом в виде рейки-гребенки (рис. 2.8в), червячной фрезы (рис. 2.8г) или шестерни-долбяка. Нарезание происходит в процессе принудительного зацепления инструмента с заготовкой на зубофрезерном станке. Инструменту дополнительно сообщается движение, обеспечивающее резание.

Метод огибания дает непрерывный процесс нарезания, что обеспечивает повышенную производительность и точность по сравнению с методом копирования. Метод огибания позволяет использовать для нарезания колес, а также долбяков, реечный инструмент с прямолинейным профилем.

Методом огибания изготавливают колеса 6 – 8 степени точности.

Высокоточные зубчатые колеса (6-ой степени точности) подвергают отделочным операциям: шлифованию, шевингованию, притирке. Эти же отделочные операции рекомендуются для сырых колес и обязательны для каленых зубчатых колес 7-ой степени точности. Закаливаемые зубчатые колеса средней (8-й) степени точности обычно только шлифуются.

Кроме нарезания применяют также метод накатывания зубьев, который повышает их прочность на 15-20 %.

Нормы точности

Нормы точности (допуски и отклонения) для цилиндрических зубчатых передач регламентированы ГОСТ 1643-81 и для конических зубчатых передач – ГОСТ 1758-81, в которых предусматривается 12 степеней точности изготовления этих передач. Допуски на наиболее точные 1 и 2-ю степени (для конических передач – на 1 и 4-ю степени) пока не обусловлены, а на последнюю, наименее точную 12-ю степень не предусматривается, так как она относится к зубчатым колесам, не подвергающимся механической обработке. Наибольшее практическое распространение имеют 6–9-е степени точности, соответствующие предельным окружным скоростям, приведенным в таблице 2.1. Если к зубчатым передачам предъявляются повышенные требования по плавности работы, бесшумности, более высокого к.п.д., степень точности может быть повышена.

Зубчатые передачи общего назначения обычно имеют 8-ю степень точности.

Зубчатые передачи, предназначенные для грубой работы, к которым не предъявляются требования нормальной точности (передачи, выполненные по конструктивным соображениям большими чем следовало по расчету и т.п.) имеют 9-ю степень точности.

Ответственные скоростные судовые и авиационные передачи имеют 5–7 степень и лишь для некоторых специальных прецизионных и высокоскоростных передач назначаются более высокие степени точности или их комбинации.

Таблица 2.1

Степени точности зубчатых колес

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Для проведения проектного расчета зубчатой передачи необходимы следующие исходные данные:

· вращающий момент на шестерне (т.е. наибольший из действующих моментов при нормально протекающем процессе эксплуатации) , Н×м;

· циклограмма вращающих моментов или наименование типового режима нагружения с указанием величины пикового кратковременно действующего вращающего момента на шестерне;

· частота вращения шестерни , об/мин;

· передаточное число u;

· требуемый ресурс передачи , ч.

Кроме того, должны быть известны особые технологические и эксплуатационные требования:

· условия смазывания (закрытая или открытая передача);

· тип передачи (с наружным или внутренним зацеплением);

· схема механизма (редуктора), уточняющая расположение рассчитываемой передачи относительно опор;

· ограничения по габаритным размерам;

· масштаб производства (массовое или индивидуальное);

· ограничения по шумности;

· ограничения по применяемым материалам, по точности обработки и т.д.

Пользуясь прототипами подобных передач и приведенными выше рекомендациями, надлежит, прежде всего:

· наметить тип передачи (прямозубая, косозубая, шевронная, и др.),

· выбрать материалы для колес и их термообработку (твердость поверхности и сердцевины зубьев шестерни и колеса , предел текучести материала шестерни и колеса , МПа);

· назначить степень точности изготовления.

В случае затруднительности оптимального решения этих вопросов на первой стадии проектирования намечается несколько приемлемых вариантов и после их эскизной разработки отбирается оптимальный.