Учебное пособие по курсу "Теория механизмов и машин", страница 85

Последнее слагаемое позволяет уменьшить допустимое число зубьев колеса без интерференции.

14.9. Методы изготовления зубчатых колес

Зубчатые колеса изготавливают двумя методами: методом копирования и методом обкатки.

14.9.1. Метод копирования

При этом методе профиль инструмента представляет собой точную копию колеса или некоторой его части, например, одной впадины между соседними зубьями. Ниже приведены технологические приемы изготовления колес.

1. Зубострогание.

Зубчатое колесо можно нарезать на строгальном станке. После обработки одной впадины заготовку поворачивают на угловой шаг колеса — формула (14.23).

2. Отливка.

При отливке зубчатого колеса инструментом является форма, которая заполняется расплавленным материалом.

3. Штамповка.

При штамповке зубчатого колеса инструментом служит штамп. Штампуют обычно только тонкие колеса горячим или холодным способом.

Рис. 14.8

Рис. 14.9

4. Зубофрезерование дисковой фрезой (рис. 14.8).

Инструментом здесь служит специальная фреза, называемая модульной фрезой. Оси инструмента и заготовки перекрещиваются.

5. Зубофрезерование пальцевой фрезой (рис. 14.9).

Оси модульной фрезы и заготовки пересекаются.

При нарезании зубьев фреза вращается вокруг собственной оси и перемещается вдоль оси заготовки. В результате двух движений за каждый проход фреза прорезает одну впадину, форма которой в нормальном сечении копирует форму фрезы. Затем инструмент и заготовка возвращаются в исходное положение, заготовку поворачивают на угловой шаг  и процесс повторяется.

Метод копирования требует большого количества инструментов. Даже для производства нескольких зубчатых колес одного модуля m требуется отдельный инструмент для каждого конкретного числа зубьев, так как впадины между зубьями двух колес одного модуля m, но с различными числами зубьев z отличаются друг от друга. Поэтому, например, для нарезания зубчатых колес с числами зубьев в интервале z = = 13…162 одного модуля приходится иметь 150 различных фрез данного модуля. Но обычно требуются колеса не только одного модуля, но и целого ряда модулей, и тогда количество необходимых фрез значительно возрастает. Кроме того, модульная фреза является дорогим инструментом, который к тому же быстро изнашивается и требует частой переточки.

Обычно в производстве идут на заведомую неточность, нарезая одной и той же модульной фрезой колеса с требуемым числом z, а также с близким к этому числу. Чаще всего применяют набор из 8 модульных фрез: фреза № 1 — для нарезания z = 12, 13; № 2 — z = 14 … 16; № 3 — z = 17 … 20; № 4 — z = 21 … 26; № 5 — z = 27 … 34; № 6 — z = 35 … 54; № 7 — z = 55 … 134; № 8 — z ³ 135.

Профиль каждой фрезы набора точно соответствует меньшему числу зубьев каждого номера, так как только при таком условии можно избежать заклинивания передачи. Встречаются также наборы из 15 или 26 фрез. Такими наборами зубчатые колеса можно нарезать более точно.

Недостатки метода копирования:

а) низкая производительность, связанная с необходимостью перестановки фрезы при нарезании новой впадины и поворота заготовки;

б) низкая точность изготовления;

в) необходимость большого количества инструмента одного модуля.

Достоинства:

а) отсутствие необходимости использования специализированных станков;

б) единственный способ изготовления шевронных зубчатых колес с жестким углом шеврона (рис. 14.10).

Рис. 14.10

Вследствие приведенных недостатков зубофрезерование методом копирования целесообразно при ремонте и единичном производстве колес. Из-за неизбежных ошибок изготовления он не пригоден при передаче больших мощностей.

14.9.2. Метод обкатки

Этот метод заключается в том, что инструменту и заготовке сообщают то относительное движение, которое имели бы два зубчатых колеса, находящихся в правильном зацеплении (станочное зацепление). В таком случае режущий инструмент должен представлять собой также зубчатое колесо (долбяк), зубчатую рейку (гребенку) либо червячную фрезу, профиль которой в осевом сечении аналогичен профилю гребенки.