Лабораторная работа № 11. Нарезание зубчатых колёс червячной фрезой.

Лабораторная работа № 11

Нарезание зубчатых колёс червячной фрезой

Цель работы: освоение методики нарезания эвольвентных зубчатых колёс модульной червячной фрезой методом огибания, выполнение кинематических и геометрических расчётов зубчатых и червячных передач, измерение контрольных параметров.

Оборудование: лабораторная установка ТММ-СГУПС для нарезания эвольвентных зубчатых колёс червячной фрезой, штангенциркуль, штангензубомер.

Краткие теоретические сведения

Об щие положения

Зубчатые колёса изготовляют двумя основными способами: копированием и огибанием. Основные положения изложены в лаб. работе № 10, где описано моделирование процесса изготовления зубчатого колеса методом огибания (обкатки) инструментальной рейкой на лабораторной установке ТММ-42. Из многих технологий изготовления наиболее высокопроизводительным методом является нарезание зубчатых колес методом огибания  модульной червячной фрезой.

Основные сведения по кинематике зубчатой передачи изложены в лаб. работе №7. Передаточное отношение зубчатой передачи:

                                                         (11.1)

где - число зубьев ведомого колеса, которое в индексе  стоит на втором месте, - число зубьев ведущего колеса; в червячной передаче - число заходов червяка.

Общее передаточное отношение последовательно расположенных зубчатых передач равно произведению передаточных отношений отдельных ступеней:

.                                                     (11.2)

На рис. 11.1 представлена кинематическая схема лабораторной установки.

При нарезании зубчатого колеса инструментальным червяком И осуществляется станочное зацепление, когда заготовка посредством согласующей кинематической цепи совершают вращательное движение по условию:

                                                               (11.3)

где - осевая скорость инструментального червяка, - окружная скорость по делительной окружности нарезаемого колеса.

                                                     (11.4)

                                                     (11.5)

где - осевой шаг инструментального червяка, мм; - число заходов инструментального червяка; z_к – число зубьев нарезаемого колеса; m_и – осевой модуль инструментального червяка, мм; m_к – модуль нарезаемого колеса; d_к - делительный диаметр нарезаемого колеса; n₁ - частота вращения инструментального червяка, об/мин, n₆ – частота вращения заготовки.

Механизм согласования движений состоит из цилиндрической пары  z₁/ z₂, конической пары z_2'/ z₃,  цилиндрического ряда z_3'/ z₄ /z₅  и червячной передачи z_5'/ z₆. Передаточное отношение от вала модульной червячной фрезы (инструментального червяка) до оси вращения заготовки в соответствии с формулой (11.2):

                                  (11.6)

Рис. 11.1. Схема лабораторной установки ТММ-СГУПС

где  - число заходов приводного червяка.

Приравнивая правые части равенств (11.4) и (11.5), получают:

                                                     (11.7)

Отсюда передаточное отношение согласующей кинематической цепи с учётом равенства для станочного зацепления m_и = m_к:

                                                  (11.8)

Результаты, рассчитанные по формулам (11.6) и (11.8), должны совпадать.

Геометрия червяка

Диаметр вершин червяка определяют по формуле:

                                                     (11.9)

Делительный диаметр:

                                                         (11.10)

Диаметр вершин инструментального червяка больше диаметра вершин червяка на величину радиального зазора (0,2m):

                                                 (11.11)

где m – осевой модуль червяка, равный окружному модулю колеса; - коэффициент диаметра червяка.

Модуль нарезаемого колеса равен модулю инструментального червяка. Таким образом,  m = m_и = m₆. Величины mи q стандартизованы. Извлечение из ГОСТ 2166 приведено в табл. 11.1.

Таблица 11.1

Высоту витка инструментального червяка определяют суммой двух высот головки витка и двух радиальных зазоров (h_a = m):

                                            (11.12)