Синтез эвольвентного зубчатого зацепления. Геометрические параметры зубчатых колес. Эвольвентные профили зубьев. Геометрия положительного зацепления, страница 2

Из формулы (8.14) видно, что форма эвольвенты зависит только от основного радиуса. Однако профиль зуба может быть очерчен различными участками эвольвенты: крутыми, расположенными вблизи основной окружности, либо более пологими, от нее удаленными. При этом изменяется радиус кривизны эвольвенты, толщины зубьев, что отражается на прочности и качественных показателях зацепления.

8.4. Геометрия положительного зацепления

На рис. 8.3 представлено внешнее положительное эвольвентное зацепление. Один из важных параметров зацепления — делительное межосевое расстояние, которое рассчитывают по формуле:

a = 0,5m(z1+z2).                                            (8.15)

Оно не зависит от расположения режущего инструмента относительно центра заготовки (смещения) и остается неизменным при любом смещении инструмента или его отсутствии. Другой важный параметр межосевое расстояние aw зависит от величин смещений колес и соответствует выражению:

aw = a + ym,                                               (8.16)

где y — коэффициент воспринимаемого смещения.

Рис. 8.3

Для нарезания эвольвентных зубьев наиболее часто используется реечный инструмент, так как профиль зуба эвольвентной рейки представляет собой прямую линию. Долбяк обычно применяют для внутренних зубьев. В зависимости от расположения инструмента и заготовки различают нулевые колёса, положительные колёса и отрицательные колёса.

В положительном колесе средняя прямая инструментальной рейки смещена от центра заготовки на величину x = xm, где xкоэффициент смещения . Толщина зуба по делительной окружности оказывается теперь больше ширины впадины и равна:

s = 0,5pm + 2xm tga.                                     (8.17)

Положительным называется смещение инструмента от центра заготовки, отрицательным — к центру заготовки.При положительном смещении профиль зуба очерчивается более пологой, более удаленной от основной окружности частью эвольвенты; при этом увеличиваются диаметр вершин, диаметр впадин и делительная толщина зуба, но уменьшается толщина зуба по вершинам.

В отрицательном колесе средняя прямая смещена к центру заготовки на величину x. Делительную толщину зубьев рассчитывают по формуле (8.17) с учетом отрицательного коэффициента смещения. Размеры колес при отрицательном смещении уменьшаются. Нулевые колёса нарезают без смещения инструмента. Их параметры приведены в п. 8.2.

В зависимости от величин смещения сопряженных колес можно получить три типа передач, отличающихся расположением начальных и делительных окружностей: нулевая передача, положительная передача и отрицательная передача. Нулевой будет передача, составленная из нулевых колес либо из положительной шестерни и отрицательного колеса с равными по модулю, но с противоположными знаками смещениями, например:

х2 = – х1.

Зацепления классифицируют по величине коэффициента суммы смещений хS. В нулевом зацеплении совпадают делительные и начальные окружности, межосевое расстояние и делительное межосевое расстояние, а угол зацепления равен углу профиля (20°). В положительной передаче делительные и начальные окружности не совпадают, а коэффициент суммы смещений > 0. Положительная передача  чаще всего образуется положительными колесами. В положительной передаче по сравнению с нулевой увеличиваются межосевое расстояние аw и угол зацепления aw.

В отрицательной передаче хS < 0, аw < а, aw < a. Её геометрия изменяется по сравнению с положительной передачей в противоположную сторону.

Процесс изменения параметров положительного зацепления по сравнению с нулевым поясняется следующими иллюстрациями. В нулевых колёсах межосевое расстояние aw равно делительному межосевому расстоянию a  (рис. 8.4, а). Но при  числах зубьев шестерни, меньших 17, что принято в заданиях на курсовой проект, ножка зуба шестерни будет подрезана (заштрихованные площадки  на рис. 8.4, а). Устранить подрезание зубьев шестерни можно положительным смещением инструмента в направлении от центра заготовки. Для улучшения многих качественных показателей зацепления целесообразно колесо спроектировать также положительным.