вует конфигурации впадин). При этом методе резание производится в следующем прядке: прорезается впадина первого зуба, затем заготовка с помощью делительного устройства (делительной головки) поворачивается на угловой шаг и прорезается следующая впадина. Операции повторяются пока не будут прорезаны все впадины. Производительность данного способа низкая, точность и качество поверхности невысокие.

−отливка зубчатого колеса в форму. При этом внутренняя поверхность литейной формы конгруентна наружной поверхности зубчатого колеса. Производительность и точность метода высокая, однако при этом нельзя получить высокой прочности и твердости

зубьев.

Из вариантов изготовления по способу огибания наибольшее распространение имеют:

−обработка на зубофрезерных или зубодолбежных станках червячными фрезами или долбяками. Производительность достаточно высокая, точность изготовления и чистота поверхностей средняя. Можно обрабатывать колеса из материалов с невысокой твердостью поверхности.

−накатка зубьев с помощью специального профилированного инструмента. Обеспечивает высокую производительность и хорошую чистоту поверхности. Применяется для пластичных материалов, обычно на этапах черновой обработки. Недостаток метода образование наклепанного поверхностного слоя, который после окончания обработки изменяет свои размеры.

−обработка на зубошлифовальных станках дисковыми кругами. Применяемся как окончательная операция после зубонарезания (или накатки зубьев) и термической обработки. Обеспечивает высокую точность и чистоту поверхности. Применяется для материалов с высокой поверхностной прочностью.

Коррекция зацепления

В общем случае колёса, составляющие зацепление, имеют разные числа зубьев. Различными оказываются и сами зубья. При большой разнице или неудовлетворительной форме зубьев производится коррекция, исправление за-

Диаметр заготовки зубчатого колеса выбирают так, чтобы между впадинами одного колеса и вершинами зубьев другого оставался небольшой радиальный зазор c, одинаковый сверху и снизу. Зазор вводится для размещения переходной кривой между эвольвентой и окружностью впадин. Сместим про- изводящийконтурнанекотороерасстояниеХснизу-вверх(рис. 11, б).

По отношению к колесу 1 это будет смещение Х1 в направлении от центра колеса, а по отношению к колесу 2 - смещение Х2, направленное к центру. Смещение в направлении от центра считается положительным для данного колеса, т.к. увеличивает егорадиальные размеры. Соответственно, смещение к центру считается отрицательным, т.к. уменьшает радиальные размеры. В данном случае Х2 = –Х1, т.е. смещения равны по величине и противоположны по знаку.

Достраивая зацепление до конца, найдём (теми же методами), что по центроидам Ц1, Ц2 зубья нижнего колеса стали толще, а зубья верхнего тоньше. Что касается толщины при вершине, то она изменилась обратным образом. В некорригированном зацеплении зубья меньшего колеса имеют более тонкую, а значит и более слабую ножку. Смещение производящего контура перераспределяет толщиныитемсамым выравнивает прочность.

В зависимости от вида коррекции или её отсутствия зацепления имеют специальные названия. Некорригированное зацепление называется нулевым. При высотной коррекции смещения равны по величине и противоположны по знаку. Ввиду равенства смещений по величине, зацепление с высотной коррекцией называют равносмещённым. При угловой коррекции смещения могут быть любыми по величине и по знаку, лишь бы их сумма не была равна нулю (Х1+Х2≠0). В противоположность равносмещённому, зацепление с угловой коррекцией называется неравносме-

щённым.

Нулевое и равносмещённое зацепления имеют ряд общих свойств. У них Х1+Х2=0; угол зацепления равен углу профиля производящей рейки; делительные и начальные окружности совпадают.

Элементы и свойства реечного зацепления.

Прямобочная рейка получилась как предел, к которому стремится эвольвентное колесо при бесконечном увеличении радиуса основной окружности. Можно предположить поэтому, что какие-то свойства колёсного зацепления присущи и реечному (рис. 12).

Рисунок 12 Действительно, линия зацепления остаётся прямой, но ограничива-

ется только со стороны точки С: в сторону точки D интерференция зацеплению не угрожает. Активная линия зацепления ЕF по-прежнему ограничивается линиями вершин зубьев. Угол зацепления αw становится равным углу профиля рейки α и, следовательно, не зависит от расстояния между колесом и рейкой.

Определим передаточное отношение v/ω. В точке Р абсолютные скорости колеса и рейки равны друг другу, vP1=vP2. Cкорость vP1=ω AP,

vP2=v. Из равенства левых частей следует, что ω AP=v. Отсюда v/ω =АР.

Как в колёсном, так и в реечном эвольвентном зацеплении контактная нормаль совпадает с линией зацепления. Неизменность положения линии зацепления колеса с рейкой означает, что расстояние АР и передаточное отношение остаётся постоянным в любой фазе зацепления и при любом расстоянии между колесом и рейкой.

Таким образом, режущий инструмент для нарезания зубьев можно изготавливать в виде зубчатой рейки. Реечный инструмент (гребенка, резцовая головка, червячная фреза) имеет наибольшее распространение, так как профиль зуба эвольвентной рейки представляет собой прямую линию, что облегчает изготовление инструмента.

На рис. 13 показан контур реечного инструмента по ГОСТ 16531-83. Этот контур называется исходным, так как является основой для определения форм и расположения режущих кромок инструмента. Он также на-

зывается производящим.

p

Рисунок 13

Размеры контура указаны в долях модуля т, который берется из стандартного ряда модулей зубьев. Профиль зуба реечного инструмента отличается от аналогичного профиля рейки или колеса тем, что высота головки увеличена на величину c =0,25m , так как головка зуба режущего инструмента вырезает ножку зуба в заготовке. Величина с, представляющая собой разность между высотой ножки и высотой головки зуба, называется радиальным зазором. Переход с прямолинейного бокового профиля зуба на прямую, ограничивающую вершины зубьев, происходит по окружности радиусом р = 0,4т.

Делительная прямая ДП делит высоту производящего контура h=2,5m на две равные части. Любые прямые, параллельные делительной (например 1) называются начальными. Шаг по любой начальной прямой равен шагу по делительной прямой, но толщина зуба не равна ширине впадины.

В процессе нарезания зубчатого колеса реечным инструментом только одна окружность будет иметь шаг и модуль, равные шагу и модулю исходного производящего рейки. Это делительная окружность. В зависимости от относительного расположения заготовки и зуборезной рейки делительная окружность заготовки может перекатываться без скольжения либо по делительной, либо по одной из начальных прямых (рис. 13).

Минимальное число зубьев из условия неподрезания. Подрез – это выемка на ножке зуба, появляющаяся вследствие интерференции в станочном зацеплении. Пусть одной и той же рейкой, установленной без смещения, т. е. при x=0, производятся три колеса с разными числами зубьев, причём z1>z2>z3 (рис. 14).

Рисунок14

На всех трёх видах приняты следующие обозначения: CD – вся линия зацепления, EF-активная линиязацепления. Точка E определена безучётаскруглённойчастизубарейки, т. к. этачастьвобразованииэвольвентынеучаствует и, следовательно, её не подрезает. Без скруглённой части головка PG зуба производящейрейкиравнамодулюm.

В случае а) подрез колесу не угрожает, т. к. активная линия зацепления не выходит за границу C всей линии зацепления. В случае б) границы C, E линий зацепления совпадают, и колесо находится на грани подреза. В случае в) активная линия зацепления вышла за границу линии допустимого зацепления, иножказубабудетподрезана.

Если колесо вращать против часовой стрелки, то подрез происходит следующим образом. Сначала зуб рейки входит во впадину и формирует правый профиль производимого зуба без каких-либо искажений, затем, выходя извпадины, срезаетнижнюючастьэтогопрофиля.

Подрезом считается только такая выемка в основании зуба, которая захватывает эвольвенту. Поэтому не всякое видимое утонение в основании зуба являетсяподрезом.