Для сокращения номенклатуры режущего инструмента стандарт устанавливает нормативный ряд модулей и определенные соотношения между размерами элементов зуба.
Рис. 8.3
По ГОСТ 13755-81 значения параметров исходного контура должны быть следующими:
· угол главного профиля a = 20°;
· коэффициент высоты зуба = 1;
· коэффициент радиального зазора в паре исходных контуров = 0,25;
· радиус закругления = 0,4 m.
Исходный производящий контур отличается от исходного высотой зуба h0 = 2,5m.
Исходный и исходный производящий контуры образуют между собой конгруэнтную пару (рис. 8.3), т.е. один заполняет другой как отливка заполняет заготовку (с радиальным зазором с*× m в зоне прямой вершин зуба исходной рейки).
Достоинства метода: простота изготовления инструмента, по мере износа легко заточить, обеспечение прямолинейности режущих кромок.
Смещение режущего инструмента
Если при нарезании колеса средняя линия инструментальной рейки касается делительной окружности нарезаемого колеса, то нарезаемое колесо называют нормальным или нулевым.
Если при нарезании среднюю линию инструментальной рейки сс сместить относительно делительной окружности нарезаемого колеса, то получим колеса нарезанные со смещением режущего инструмента.
Величина смещения:
в = x×m,
где x – коэффициент смещения, если x > 0 – нарезается положительное колесо, если x < 0 – нарезается отрицательное колесо (рис. 8.4).
Рис. 8.4
В зависимости от положения рейки зуб колеса очерчивается разными участками эвольвенты, и форма зуба при этом меняется. На рис. 8.5 приведена картина форм зубьев для различных вариантов смещения. Как видно из рисунка, при положительном смещении толщина зуба по делительной окружности увеличивается, а при отрицательном – уменьшается. Изменение геометрических параметров влечет за собой изменение прочностных характеристик зубьев нарезаемого колеса. Таким образом, соответствующим выбором коэффициента смещения можно влиять на геометрические и эксплуатационные характеристики колеса и зацепления в целом (изменяется форма зуба, изгибная и контактная прочность, коэффициент перекрытия).
Рис. 8.5
Введя в зацепление колеса нарезанные по всем трём вариантам, получают 3 варианта зацепления: нулевое, положительное и отрицательное.
Заострение зубчатого колеса
Если при нарезании зубчатого колеса увеличивать смещение, то основная и делительная окружность не изменяют своего размера, а окружности вершин и впадин увеличиваются. При этом участок эвольвенты, который используется для профиля зуба, увеличивает свой радиус кривизны и профильный угол. Толщина зуба по делительной окружности увеличивается, а по окружности вершин уменьшается.
|
эвольвента sa2 sa1 ra1 ra2 s1
r
s2 rb
0 Рис. 8.6 |
На рис. 8.6 изображены два эвольвентных зуба для которых:
x2 > x1 Þ ra2 > ra1 ;
s2 > s1 Þ sa2 < sa1.
Для термообработанных зубчатых колес с высокой поверхностной прочностью зуба заострение вершины зуба является нежелательным. Термообработка зубьев (азотирование, цементация, цианирование), обеспечивающая высокую поверхностную прочность и твердость зубьев при сохранении вязкой сердцевины, осуществляется за счет насыщения поверхностных слоев углеродом. Вершины зубьев, как выступающие элементы колеса, насыщаются углеродом больше. Поэтому после закалки они становятся более твердыми и хрупкими. У заостренных зубьев появляется склонность к скалыванию зубьев на вершинах. Поэтому рекомендуется при изготовлении не допускать толщин зубьев меньших некоторых допустимых значений. То есть заостренным считается зуб у которого sa < [sa].
При этом удобнее пользоваться относительными величинами [sa /m]. Обычно принимают следующие допустимые значения:
улучшение, нормализация [sa /m] = 0,2;
цианирование, азотирование [sa /m] = 0,25...0,3;
цементация [sa /m] = 0,35...0,4.
Подрезание эвольвентных зубьев
Явление подрезания наблюдается, когда рабочий участок выходит за пределы теоретического. Рассмотрим критический случай, когда они совпадают. Участок линии зацепления, соответствующий эвольвентному зацеплению определяется отрезком зацепления. Текущая точка контакта Bl определяется пересечением линии станочного зацепления и прямой граничных точек инструмента. Если точка Bl располагается ниже (рис. 8.7) точки N, то возникает подрезание зуба. Условие при котором нет подрезания можно записать так:
P0N ³ P0Bl .
Из D P0N0
, а из D P0BlF
.
|
линия станочного зацепления
делит. прямая
h*a× m x× m P0 ст.-нач. прямая
пр.гран.точек Bl F N a r rb
0 Рис. 8.5 |
Тогда:
,
при x= 0
,
откуда:
,
где Zmin - минимальное число зубьев нулевого колеса нарезаемое без подрезания, при стандартном угле a = 20° и при коэффициенте высоты головки зуба , равно 17.
Если средняя прямая рейки сдвигается на величину , то предельное число зубьев будет равняться:
,
При a = 20° и , имеем:
.
Величина х – коэффициент смещения, показывает на какое число модулей нужно отодвинуть среднюю прямую от касательной к делительной окружности, чтобы при числе зубьев меньшем 17, не возникло явление подрезания (рис. 8.6, а).
Установив критическое условие подрезания эвольвентных колес, рассмотрим меры которые применяют для устранения явления подрезания.
Все эти меры называют методами коррегирования, или исправления эвольвентного зацепления.
Коррегирование
На практике применяются три способа коррегирования: высотное, угловое и смешанное.
Рассмотрим все виды коррегирования:
1. Высотное коррегирование (рис. 8.6, б).
При высотном коррегировании два сопряженных колеса нарезаются инструментом, который получает одинаковое по величине смещение относительно оси заготовки.
У коррегированных колес диаметры окружности выступов отличаются от нормальных: у малого колеса диаметр окружности выступов увеличен, а у большого колеса на такую же величину уменьшен. Высота головок зубьев коррегированной пары неодинакова: у малого колеса больше, у большого – меньше. Общая высота не изменяется и остается такой же, как у некоррегируемых колес.
Высотное коррегирование с постоянным межосевым расстоянием рекомендуется для передач, у которых Z1 + Z2 ³ 25, а число зубьев малого колеса Z1 ³ 7.
2. Угловое коррегирование (рис. 8.6, в).
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39
