Методы нарезания зубчатых колёс
Существует два принципиально различных метода нарезания:1) метод копирования; 2) метод обкатки.
В первом случае впадина зубчатого колеса фрезеруется на универсальном фрезерном станке фасонными дисковыми или пальцевыми фрезами, профиль которых соответствует профилю впадины (рис. 76). Затем заготовку поворачивают
на угол 360º/Z и нарезают следующую впадину. При этом используется делительная головка, а также имеются наборы фрез для нарезания колёс с различным модулем и различным числом зубьев. Метод непроизводителен и применяется в мелкосерийном и единичном производстве.
рис. 76
Второй метод обката или огибания может производиться с помощью инструментальной рейки (гребёнки) на зубострогальном станке; долбяком на зубодолбёжном станке или червячной фрезой на зубофрезерном станке. Этот метод высокопроизводителен и применяется в массовом и крупносерийном производстве. Одним и тем же инструментом можно нарезать колёса с различным числом зубьев. Нарезание с помощью инструментальной рейки имитирует реечное зацепление (рис. 77, а), где профиль зуба образуется как огибающая последовательных положений профиля инструмента, угол исходного контура которого α=20º (рис. 77, б). Зацепление между режущим инструментом и нарезаемым колесом называется станочным. В станочном зацеплении начальная окружность всегда совпадает с делительной.
Самым производительным из рассмотренных методов является зубофрезерование с помощью червячных фрез, которые находятся в зацеплении с заготовкой по аналогии с червячной передачей (рис. 77, в).
При нарезании долбяком осуществляется его возвратно поступательное движение при одновременном вращении. Фактически при этом осуществляется зацепление заготовки с инструментальным зубчатым колесом – долбяком (рис. 77, г). Этот метод чаще всего используется при нарезании внутренних зубчатых венцов.
рис. 77
Все рассмотренные методы используются для нарезания цилиндрических колёс как с прямыми, так и с косыми зубьями.
Основные параметры резьбы
d – наружный диаметр;
d1 – внутренний диаметр;
d2 – средний диаметр;
£ – угол профиля резьбы;
p – шаг резьбы;
P0 – ширина основания;
= – P0/P – коэффициент использования резьбы;
H – высота гайки;
t = n0P – ход резьбы, для однозаходной резьбы t = P
n0 – число заходов;
– угол подъема винтовой линии;
При вращении винта на опорной поверхности витка возникает окружная сила трения FТР =FП f = F f /[cos(/2) cos ]. Составляющая силы трения на плоскость, перпендикулярную оси винта FТР = FТРcos = F f/ cos(/2) = Ff , где f = f/cos(/2) – приведенный коэффициент трения в резьбе, f – коэффициент трения пары материалов винта и гайки.
Допускаемые напряжения изгиба
Расчет зубьев на изгибную выносливость выполняют отдельно для зубьев шестерни и колеса, для которых вычисляют допускаемые напряжения изгиба по формуле
,
где − предел выносливости зубьев по напряжениям изгиба, значения которого приведены в табл. 2.2;
SF − коэффициент безопасности, рекомендуют SF = 1,5...1,75 (смотри табл. 2.2);
YA(КFC) − коэффициент, учитывающий влияние двустороннего приложения нагрузки (например, реверсивные передачи), при односторонней нагрузке YA = 1 и при реверсивной YA = 0,7...0,8 (здесь большие значения назначают при Н1 и Н2 > 350 НВ);
YN(KFL) − коэффициент долговечности, методика расчета которого аналогична расчету ZN (смотри выше).
При , но .
При Н > 350 НВ , но .
При следует принимать = 1. Рекомендуют принимать для всех сталей . При постоянном режиме нагружения передачи
.
При переменных режимах нагрузки, подчиняющихся типовым режимам нагружения (рис. 2.2),
,
где принимают по табл. 2.3.