5.6. Способы изготовления зубчатых колёс. Понятие о стандартном зацеплении

Зубчатые колёса с эвольвентным профилем зубьев нарезаются на специальных зуборезных станках двумя методами:

1. Метод копирования

2. метод обкатки

Метод копирования. По чертежам построенных профилей зубьев изготавливается дисковая фреза. Режущая кромка фрезы имеет очертание впадины между зубьями. Вращаясь, фреза перемещается в направлении боковой образующей зуба. За каждый ход фрезы вдоль оси колеса получается нарезанной одна впадина. При прохождении всей впадины фреза возвращается в исходное положение. После этого нарезанное колесо поворачивается на величину угла – число зубьев нарезаемого колеса, и процесс повторяется.

Метод обкатки. Режущему инструменту и заготовке сообщают то относительное движение, которое имели бы два зубчатых колеса, находящихся в правильном зацеплении. Режущий инструмент должен представлять собой зубчатое колесо-инструмент может быть сделан в виде колеса или рейки. К такому колесу – инструменту относится долбяк. Долбяк совершает возвратно-поступательные движения параллельно оси нарезаемого колеса. Одновременно долбяку и колесу сообщаются вращательные движения с тем же отношением угловых скоростей, как если бы колесо и долбяк находились в зацеплении. Все эти движения согласованы кинематически. Профиль нарезаемого зуба получается как огибающая всех положений режущей кромки долбяка, т.е. инструмент как бы обкатывает нарезаемое колесо. Метод обкатки позволяет нарезать колёса с внутренним зацеплением.

В качестве инструмента может использоваться инструментальная рейка. Рейка совершает в вертикальном направлении возвратно – поступательное движение, параллельное оси нарезаемого колеса. Заготовка вращается вокруг своей оси и перемещается вдоль рейки, и профили зубьев нарезаемого колеса получаются процессом обкатывания.

Профиль червячной фрезы для нарезки колёс может быть получен путём перемещения рейки по винтовой линии с некоторым постоянным углом подъёма. Обычно угол подъёма не превышает.

В последнее время получил распространение метод накатки. Инструментом служит зубчатое инструментальное колесо имеет зубьев модуляm.Требуется из заготовки получить зубчатое колесо с числом зубьев того же модуляm. Для этого необходимо обеспечить относительное движение инструментального колеса и заготовки с передаточным числом.

(5.17)

где и- угловые скорости заготовки и инструментального колеса.

Если материал заготовки достаточно эластичен, то инструментальное колесо выдавит, или, иначе говоря, накатает на заготовке требуемое число зубьев модуля m. С точки зрения кинематики можно одно из колёс остановить, тогда второе будет обкатывать первое или вращать оба колеса, но с угловыми скоростями, удовлетворяющими условию (5.17). Накатку можно проводить в холодную или в нагретом состоянии заготовки в зависимости от пластических свойств её материала. Обычно так обрабатывают мелкомодульные зубчатые колёса. Преимущество этого метода в том, что инструментальным колесом можно накатывать колёса с любым числом зубьев общего модуля m. Для этого должно выполняться условие (5.17).

Стандартное зацепление производится реечным инструментом, в основе которого лежит стандартная инструментальная рейка, причём эвольвентная часть зуба не зависит от того, каким инструментом колесо будет нарезано. Если колесо будет нарезано долбяком, имеющим к тому же различные степени износа, то при этом могут оказаться несколько отличными от расчёта по рейке размер радиуса ножек колеса и форм переходной кривой. Однако отклонение этих параметров не влияет на качество передачи и обычно лежит в пределах допусков.