Измерение размеров и контроль качества поверхностей деталей оптико-механическим способом, страница 11

При нарезании зубьев червячной фрезой (рис. 5, б) процесс резания является непрерывным. Фреза в геометрическом отношении является многозаходным винтом с продольными наклонными канавками для выхода стружки. В осевом сечении профиль зубьев фрезы повторяет профиль рейки. При вращении фрезы воспроизводятся и движение резания (вдоль оси колеса), и продольное смещение рейки. Сама заготовка согласованно вращается вокруг своей оси.

Рис. 5. Нарезание зубьев методом обкатки: а - инструментальной рейкой (гребенкой);  б - червячной фрезой; в - долбяком

Долбяк – это зубчатое колесо-инструмент, которое в сочетании с нарезаемым колесом составляет требуемую передачу (см. рис. 5, в). В радиальном сечении профили зубьев долбяка очерчены точно по эвольвенте. Образование зубьев нарезаемого колеса происходит строганием впадин при возвратно-поступательном движении резания долбяка вдоль его оси с одновременным согласованным вращением долбяка и заготовки колеса.

Зубчатые колеса с внутренними зубьями можно нарезать только долбяком.

Преимущества метода огибания – высокая производительность, возможность нарезания одним инструментом колёс с любымчислом зубьев, высокая точность изготовления колёс.

Профили зубьев особо точных передач подвергаются специальной термообработке и дополнительной чистовойобработке – шлифованию, шовингованию и притирке.

Таким образом, в основу построения любого режущего инструмента для нарезания зубьев зубчатых колес положена зубчатая (инструментальная) рейка с углом профиля α= 20° (рис. 6). Профиль рейки, так называемый исходный контур, стандартизирован ГОСТ 9587-81 (для зубчатых колес с модулем 0,1≤ m <1 мм) и ГОСТ 13755-81 (для колес с модулем m ≥1 мм).

Исходный контур представляет собой чередующиеся зубья и впадины симметричной трапецеидальной формы. Его базовая линия, на которой ширина зуба S равна ширине впадины e, называется делительной или средней прямой рейки:

S = e = p2 =πm2.

Если при нарезании делительная окружность будущего колеса касается делительной прямой рейки, то колесо называется нулевым. При зацеплении нулевых колес начальные окружности совпадают с делительными. Однако при изготовлении нулевых колес с малым числом зубьев z ( z < z_min ) последние получаются подрезанными у основания.

Рис. 6. Инструментальная рейка

На рис. 7 показаны рейка и находящееся с ней в зацеплении зубчатое колесо с малым числом зубьев. В пределах заштрихованного участка зуб колеса перекрывает зуб рейки, что невозможно, поэтому при нарезании ножка зуба колеса будет срезана и зуб примет указанную на рис. 7 форму. В результате снижается прочность зуба.

Для того чтобы форма профиля зуба была нормальной, число зубьев нарезаемого колеса должно удовлетворять условию:

                                                                   z ≥ z = h                                              .             (15)

Рис. 7. Подрезание зубьев колеса рейкой

При угле зацепления α_ω = 20° и нормальном коэффициенте высоты головки зуба h_a^* =1 (h_a = h m_a^* = m), z_min =17, а при уменьшенном коэффициенте высоты h_a^* = 0,8, z_min =14.

При необходимости использовать зубчатые колеса с числом зубьев z < z_min для устранения подрезания зубьев нужно отодвинуть режущий инструмент от оси нарезаемого колеса на расстояние, называемое абсолютным сдвигом:

                                                                                    b = χm,                                          (16) где  χ - коэффициент смещения (относительный сдвиг) исходного контура режущего инструмента.

При угле зацепления α= 20° и коэффициенте высоты головки зуба h_a^* =1 коэффициент смещения определяется по формуле 

                                                                          χ= (17 − z)17 .                                   (17)

На рис. 7 видно, что подрезания ножек зубьев нарезаемого колеса не будет, если при положительном сдвиге b рейки будет выполнено условие aP ≤ AP , где а - точка пересечения линии m m - вершин зубьев рейки с линией зацепления -n n.