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 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.

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 B₁B₂ определяются точками пересечения линии станочного зацепления с окружностью вершин B1 и прямой граничных точек B₂. Изменение смещения инструмента меняет и положение точки B₂ на линии зацепления. И если точка B₂ выступает за пределы отрезка B₁N, 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|.