Зубчатых колес

При рассмотрении зацепления двух цилиндрических колес с винтовыми зубьями, работающими с перекрещивающимися осями, наблюдается сколжение боковой поверхности зубьев одного колеса относительно другого. Это

Рис. 3. 13. Возможные схемы зуботочения цилиндрических колес

 

условие и было использовано для зуботочения цилиндрических колес. Одно из двух сцепляющихся винтовых колес заменили обкатным резцом, инструментом типа зуборезного долбяка, а другое – заготовкой. В данном случае инструмент можно представить как многозаходную червячную фрезу. Зуботочением можно нарезать как косозубые, так и прямозубые цилиндрические колеса. Причем прямозубые колеса необходимо нарезать обязательно косозубым инструментом, так как только в этом случае угол скрещивания осей не будет равен нулю.

На рис. 3. 13 приведены три схемы нарезания цилиндрических зубчатых колес зуботочением при следующих условиях перекрещивания осей нарезаемого колеса и инструмента:

- нарезаемое зубчатое колесо прямозубое, инструмент – обкатной косозубый резец (рис. 3.13, а);

- нарезаемое зубчатое колесо косозубое, инструмент – обкатной прямозубый резец (рис. 3.13, б);

- нарезаемое зубчатое колесо косозубое, инструмент – обкатной косозубый резец (рис.3.13, в).

При зуботочении скорость резания определяется относительным скольжением боковых поверхностей зубьев и зависит от угла скрещивания осей инструмента и нарезаемой заготовки. Наивыгоднейший угол скрещивания осей 90^о.

Производительность зуботочения выше производительности зубофрезерования червячными фрезами и зубодолбления зуборезными долбяками в 3–5 раз. В машиностроении используются станки для зуботочения цилиндрических колес моделей ЕЗ-13, ЕЗ-24, ЕЗ-165 и др.

Рассмотрим кинематическую структуру станка модели ЕЗ-13 (рис. 3.14), на котором зуботочением можно нарезать цилиндрические колеса диаметром до 320 мм и модулем до 5 мм.

Кинематическая структура станка содержит две сложные формообразующие группы: скорости резания Ф_v(В₁В₂) и подачи Ф_s(П₃В₄).

Группа скорости резания Ф_v воспроизводит образующую – профиль зуба нарезаемого колеса и обеспечивает процесс деления, совмещенный с формообразованием. Внутренняя связь группы, обеспечивающая станочное зацепление, имеет вид:

обкатной резец 1 (В₁) → 130/26 → 22/22 → 22/22 → 22/22 → ∑ → i_x→

22/22 → 19/152 → заготовка 2 нарезаемого колеса (В₂).

Внешняя связь, сообщающая энергию во внутреннюю связь через звено соединения связей, имеет вид:

Д₁ → 135/218 → i_v → 28/28 → звено соединения связей (вал ведомого

колеса z28 последней передачи).

Движение Ф_v с замкнутой траекторией. Поэтому группа настраивается по трем параметрам: на траекторию – гитарой i_x, на скорость – гитарой i_v, на направление – реверсом, совмещенным с гитарой i_v.

Внутренняя связь группы работает при больших скоростях. Поэтому в качестве ее конечных звеньев использованы не червячные передачи, устанавливаемые в аналогичных связях других зубонарезающих станках, а цилиндрические зубчатые передачи 3 и 4.

Группа подачи Ф_s воспроизводит направляющую – линию зуба. Ее внутренняя связь, называемая цепью дифференциала, имеет вид:

инструментальный суппорт (П₃) → вертикальный тяговый вал → 20/2 →36/64 → i_y→ 90/1 → ∑→ i_x→ 22/22 →19/152 → шпиндель заготовки 2 (В₄).

Внешняя связь – развитая кинематическая цепь

Д₁ → i_v → 28/28 → 22/22 → ∑ → 4/32→ i_s → звено соединения связей (вал ведомого колеса гитары i_s).

Движение Ф_s с незамкнутой траекторией и поэтому настраивается по пяти параметрам: на траекторию – гитарой i_y, на скорость и направление – гитарой i_s, совмещенной с реверсом, на путь и исходную точку – упорами путевой системы управления, воздействующими на конечные выключатели, управляющие через схему электроавтоматики циклом работы станка.

Электродвигатель Д₂ используется для установочных перемещений инструментального суппорта при наладке станка.

Выведем ФН для гитар сменных зубчатых колес i_x, i_v, i_y, i_s.

Гитара i_x. Расчетная цепь для гитары совпадает с внутренней связью группы Ф_v. Поэтому РП:

1 об.обкатного резца (В₁) → z_и/z об. заготовки нарезаемого колеса(В₂),

где z_и – число зубьев обкатного резца; z – число зубьев нарезаемого колеса.

УКЦ:

где i_∑ при неподвижном корпусе (водиле) равно 1.

Рис. 3.14. Кинематическая схема станка для зуботочения цилиндрических колес

 

ФН:

Гитара i_v. Расчетная цепь связывает электродвигатель Д₁ со шпинделем обкатного резца. Поэтому РП:

п_Д1 об/мин электродвигателя → п_и об/мин обкатного резца.

УКЦ:

ФН:

Гитара i_y. Расчетная цепь для гитары совпадает с внутренней связью группы Ф_s. Поэтому РП:

1 об. заготовки (В₄) → Т мм перемещения суппорта инструмента (П₄),

УКЦ:

где - шаг винтовой линии нарезаемого колеса и инструмента; β; – угол подъема винтовой линии; (водило ведомое);

ФН:

Гитара i_s. Кинематическая цепь, соединяющая шпиндель заготовки с вертикальным тяговым валом суппорта, является расчетной. Поэтому РП:

1 об. заготовки → s_в продольного перемещения суппорта.

УКЦ:

ФН:

i_s = s_в.