1.3 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 xmназывается кратчайшее расстояние от делительной прямой инструмента до делительной окружности колеса, гдеx– 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 = 0.5m.

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>lиS> 0.5m.

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< lиS< 0.5m.

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.

1.4 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 B₁B₂определяются точками пересечения линии станочного зацепления с окружностью вершинB1и прямой граничных точекB₂. Изменение смещения инструмента меняет и положение точкиB₂на линии зацепления. И если точкаB₂выступает за пределы отрезкаB₁N, 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 = 2ha^*/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= ha^* (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 вершинSa≤ 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 Sa ≥ [Sa] , где [Sa] – допустимое значение толщины зуба по окружности вершин.

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