Нарезание колес со смещением

 

В зависимости от того, как располагается делительная прямая инструмента по отношению к делительной окружности нарезаемого колеса, получаем зубчатые колеса, нарезанные без смещения, с положительным или отрицательным смещением инструмента.

Смещением xm называется кратчайшее расстояние от делительной прямой инструмента до делительной окружности колеса, где x – коэффициент смещения.

Возможны три варианта нарезания зубчатых колес.

 

 

1) Зубчатое колесо без смещения, xm = 0 (рисунок 5).

В станочном зацеплении (зацепление производящего исходного контура инструмента с нарезаемой заготовкой) начальными являются делительная прямая инструмента и делительная окружность колеса. Так как перекатывание их друг по другу происходит без скольжения, то на делительной окружности нулевого колеса толщина зуба равна ширине впадины:

S = l = 0.5 m.

Рисунок 5 – Схема станочного зацепления при х = 0

 

2) Зубчатое колесо с положительным смещением, xm>0, (рисунок 6).

Колесо с положительным смещением получим, если сместим инструмент в радиальном направлении от оси заготовки. На делительной окружности колеса с положительным смещением толщина зуба больше ширины впадины:

S > l и S > 0.5 m.

Рисунок 6 - Схема станочного зацепления при x > 0

 

 

3) Зубчатое колесо с отрицательным смещением, xm < 0, (рисунок 7).

Это колесо получается, если инструмент из положения с нулевым смещением переместим к оси нарезаемого колеса. На колесе с отрицательным смещением имеем:

 

S <l и S < 0.5 m.

 

Рисунок 7 - Схема станочного зацепления при x < 0

 

Смещение оказывает влияние на характеристики зацепления. От коэффициентов смещения зависят коэффициент перекрытия, толщина зубьев у основания и вершины, радиусы кривизны рабочих участков профиля, наличие или отсутствие подрезания, т.е. факторы, влияющие на прочность зубьев. Выбором сочетаний коэффициентов смещения можно влиять на скорости скольжения и на удельные скольжения, т. е. на факторы, определяющие износостойкость.

 

ПОДРЕЗАНИЕ И ЗАОСТРЕНИЕ ЗУБЬЕВ

ЭВОЛЬВЕНТНОГО ЗУБЧАТОГО КОЛЕСА

Подрезание зубьев

При производстве зубчатых колес способом огибания в некоторых случаях получается, что головки режущего инструмента врезаются в ножки зубьев нарезаемого колеса. В результате этого ножки зубьев нарезаемого колеса оказываются как бы подрезанными, откуда и само явление получило название подрезания.

При подрезании ножки зубьев ослабляются. Из рисунка 6 видно, что активный участок линии зацепления эвольвент B ₁ B ₂ определяются точками пересечения линии станочного зацепления с окружностью вершин B 1 и прямой граничных точек B ₂. Изменение смещения инструмента меняет и положение точки B ₂ на линии зацепления. И если точка B ₂ выступает за пределы отрезка B ₁ N, определяющего зону сопряженного контакта профилей инструмента и колеса, произойдет подрезание зуба. При этом инструмент срезает часть главного профиля, уменьшая толщину зуба у основания, снижая его прочность на излом. Степень подрезания зуба зависит от смещения и параметров производящего контура инструмента и числа зубьев колеса. При нулевом смещении минимальное число зубьев колеса, получаемое без подрезания, соответственно равно:

z _min = 2h a ^*/sinα

Обработать без подрезания колесо с числом зубьев z < z _min можно, если дать смещение больше или равное минимальному, т.е. mx ≥ mx _min, где

x _min = h a ^* (z _min – z)/z _min

Таким образом, подрезания зубьев не будет при x=0, z=z _min; при |x| ≥ |x _min |.

 

Заострение зубьев

Максимальное значение коэффициента смещения x _max ограничивается заострением зубьев колеса. Заострение возникает в тех случаях, когда окружность вершин зубьев проходит выше или совпадает с окружностью, проведенной через точки пересечения разноименных (т.е. правого и левого) профилей зубьев. При этом теоретическая толщина зуба по окружности вершин S a ≤ 0.

Для высоконагруженных зубчатых передач, особенно тех, колеса которых подвергаются термообработке с азотированием или цементацией, заострение недопустимо. В таких случаях при выборе смещения необходимо выполнять условие, обеспечивающее отсутствие заострения S a ≥ [S a ], где [S a ] – допустимое значение толщины зуба по окружности вершин.

Для нормализованных зубчатых колес рекомендуется [S a ] = (0,2…0,25)m.