8.7. Методы изготовления зубчатых колёс

М е т о д к о п и р о в а н и я. Метод заключается в том, что профиль зуба колеса повто­ряет форму профиля инструмента (рис. 8.14), который, в свою очередь, теоре­тически точно соответствует форме эвольвенты и переходной кривой зуба конкретного колеса. Инструментом могут служить дисковая или пальцевая модульные фрезы или протяжка. Достоинством метода является возможность применения универсального оборудования (горизонтально- или вертикально-фрезерных станков), оснащенного делительной головкой для точного поворота заготовки на угловой шаг после обработки очередной впадины. Такое оборудование имеется, как правило, в ремонтной службе любого предприятия. К недостаткам следует отнести низкую точность и невысокую производительность. Кроме того, геометрия эвольвенты полностью определяется радиусом основной окруж-ности, зависящей от модуля и числа зубьев, поэтому каждое колесо, по существу, должно иметь собственный инструмент для нарезания зубьев. Так как это невозможно, то применяют наборы фрез одного модуля из 8 или 15 штук. Каждая фреза набора используется для изготовления нескольких колёс с разными числами зубьев, одному из которых она обеспечивает номинально точную эвольвенту, а другие получают ошибку профиля. Ошибка получается тем больше, чем больше отклоняется число зубьев колеса от номинала.

Метод обкатки (огибания) состоит в том, что профиль зуба колеса получается как огибающая ряда последо-вательных положений профиля инстру-мента (рис. 8.15).

Движение инструмента относительно ещё не нарезанного колеса с помощью специальной цепи деления станка повторяет то движение, которое осуществляется в зубчатой передаче. Так как инструмент 1, по существу, представляет собой зубчатое колесо с геометрией режущего инструмента, то в процессе нарезания оно срезает всё, что попадает в зону движения режущих кромок, а оставшееся и представляет собой зубья колеса 2. Метод характеризуется высокой точностью, производительностью и, что немаловажно, позволяет одним инструментом данного модуля изготавливать зубчатые колёса с любым числом зубьев. К недостаткам метода можно отнести необходимость в специальном зубообрабатывающем оборудовании, однако этот недостаток полностью компенсируется достоинствами метода.

8.8. Геометрия реечного производящего исходного контура

Реечным производящим исходным контуром (коротко – исходным контуром или инструментальной рейкой) называется профиль зуборезной гребёнки, применяемой для нарезания зубьев на зубострогальном станке, и профиль нормального сечения червячной фрезы, применяемой для нарезания зубьев на зубофрезерном станке. Форма и размеры исходного контура устанавливаются Государственным стандартом.

Элементы и размеры исходного контура можно увидеть на рис. 8.16.

Делительная прямая проходит точно по сeредине высоты зубьев и делит, таким образом, высоту зуба пополам. По этой прямой шаг исходного контура делится на две равные части, толщину зуба s и ширину впадины e, равные половине шага каждая. Часть контура выше делительной прямой называется головкой, ниже – ножкой исходного контура. Таким образом, делительная прямая делит зуб исходного контура на головку и ножку. Как видно из рис. 8.16, прямолинейная часть профиля исходного контура заключена между граничными прямыми, параллельными делительной прямой. Эти прямые отстоят от делительной вверх и вниз на расстояние . Сверху зуб ограничен прямой вершин, отстоящей от граничной прямой головок на величину , снизу он ограничен прямой впадин, отстоящей от граничной прямой ножек на то же расстояние. С учётом отмеченных размеров общая высота зуба исходного контура получается

.

Наклон прямолинейных участков профиля относительно вертикали составляет угол , который называется углом профиля реечного производящего исходного контура.

Расстояние по нормали между одноимёнными точками двух соседних зубьев называется нормальным шагом исходного контура (он равен основному шагу зубчатого колеса p_b, поэтому на рис. 8.16 он так и обозначен) и определяется формулой .

При изготовлении зубчатого колеса прямолинейная часть профиля исходного контура формирует эвольвенту зуба колеса, а скруглённая часть головки исходного контура формирует переходную кривую на ножке зуба колеса. Заготовка колеса и инструмент (исходный контур) принудительно движутся относительно друг друга, как колёса в реечной передаче, поэтому в зацеплении инструмента и нарезаемого колеса присутствуют все элементы зацепления двух колёс, в том числе и центроиды. Центроидой нарезаемого колеса всегда служит его делительная окружность. Центроидой инструмента служит станочно-начальная прямая, в качестве которой может быть или делительная прямая, или прямая, ей параллельная.

Рабочая рейка, используемая в реечной передаче, отличается от инструментальной тем, что в ней срезана скруглённая часть на головках зубьев. Тем самым обеспечивается радиальный зазор в передаче, потому что общая высота зуба рабочей рейки должна быть равна высоте зуба зубчатого колеса.