Исправление зубчатых колес

Дата: 2025-06-02; Просмотры: 18

Оценка:

0.00 из 5.00 — оценок

Скачиваний: 0

Скачать

Рассмотренное до сих пор зубчатое зацепление с нормальными геометрическими параметрами часто не удовлетворяет требованиям конструкции, так как оно накладывает на последнюю целый ряд ог­раничений. Например, это относится к выбору количества зубьев зубчатого колеса. Снижение числа зубьев значительно удешевляет производство, уменьшает размеры конструкции и делает ее более компактной. Но уменьшение числа зубьев при нормальном зубчатом зацеплении мо­жет вызывать их подрезание. Поэтому в тех случаях, когда необходимо все же сделать количество зубьев меньше допустимого, приходится отступать от нормального за­цепления, т. е. исправлять его.

Часто невозможно также применить нормальное зубчатое зацепление у соосных передач, Например, на рис.8 пока­зана схема редуктора, у которого количество зубьев зубчатых колес равно Модуль у всех колес должен быть одинаков. Но при нор­мальном зубчатом зацеплении межосевые расстояния не могут быть одинаковыми, так

(1)

Поэтому, чтобы создать такую передачу, необходимо и в этом слу­чае отступить от нормального зубчатого зацепления.

Приведенные примеры, когда приходится отступать от нормаль­ного зубчатого зацепления, конечно, не единственные. Имеется много и других случаев, когда нормальное зацепление не удовлет­воряет предъявляемым требованиям. Например, нормальное зуб­чатое зацепление может не удовлетворять конструкцию вследствие малого коэффициента перекрытия или вследствие большой величи­ны коэффициента удельного скольжения и т. д.

Во всех случаях, когда нормальное зубчатое зацепление не удов­летворяет предъявляемым требованиям, от него приходится отсту­пать, т. е. исправлять его.

Исправление бывает нескольких видов:

а) угловое;

б) высотное ;

в) смешанное ;

г) методом смещения зуборезной рейки при нарезании зубчатого колеса.

Угловое исправление —это такое исправление, когда улучшениие зацепления

осуществляется за счет изменения угла зацепления по сравнению с нормальным, равным 20°. Мы видели , что с увеличением угла зацепления уменьшается опасность подрезания и уменьшается минимально допустимое количество зубьев. Измене­ние угла зацепления также влияет на коэффициент перекрытия. Уменьшая угол зацепления, можно увеличить коэффициент пере­крытия.

Высотное исправление — это такое исправление зубчатого зацепления, когда его улучшение осуществляется за счет уменьше­ния высоты головки зуба. Мы видели ранее, что с умень­шением высоты головки зуба уменьшаются опасность подрезания и минимальное количество зубьев. Уменьшение высоты головки зуба h' возможно одновременно с уменьшением высоты ножки зу­ба h''. В этом случае применяется укороченный зуб, у которого, как уже указывалось, h' = 0,8m и h''=m. Однако этот способ невы­годен, так как требует изменения режущего инструмента.

Уменьшение высоты головки зуба h' возможно за счет увеличе­ния высоты ножки зуба h''. В этом случае полная высота зуба h ос­тается такой же, как и у нормального зубчатого зацепления. Такое исправление, как это будет видно далее, можно осуществить обычным зуборезным инструментом (рейкой) при исправление методом смещения инструментальной рейки.

Смешанное исправление — это такое исправление зубчатого зацепления, когда его улучшение происходит одновременно за счет изменения угла зацепления и изменения распределения высот го­ловки и ножки зуба.

Применение указанных методов исправление ограничива­лось раньше необходимостью в каждом случае иметь нестандартный инструмент с данным углом зацепления или данной высотой зуба. В настоящее время в связи с широким применением изготовления зубчатых колес методом обкатки эти методы исправление могут быть применены при нарезании колес стандартным инструментом (за исключением колес с укороченным зубом).

Перейдем к рассмотрению наиболее распространенного метода исправление — исправление смещением инструментальной рейки при нарезании зубчатых колес.

Исправление методом смещения

инструментальной рейки

На рис.9 изображен профиль стандартной инструменталь­ной рейки, при помощи которой производится нарезание зубчатых колес. Совершенно очевидно, что шаг t рейки в любом ее сечении одинаков и равен . Поэтому при изготовлении зубчатого ко­леса методом обкатки можно по окружности заготовки диаметром D=mz перекатывать инструментальную рейку любой прямой. Так как шаг по всем сечениям рейки одинаков, то количество зубьев и шаг по окружности D=mz колеса во всех случаях будет одинако­вым. Разница будет лишь в толщине зуба и ширине впадины, а так­же в величинах окружностей впадин и головок колеса.

Толщина зуба и ширина впадины на инструментальной рейке равны лишь в среднем сечении — по прямой I – I. Эта прямая называется модульной прямой.

При изготовлении нормального зубчатого колеса по окружности диаметром D=mz перекатывается модульная прямая рейки (т.к. у нормального зубчатого колеса толщина зуба должна быть равна ширине впадины). При перекатывании по окружности диаметром

D=mz инструментальной рейки другими прямыми зубчатые колеса будут исправленными.

На рис. 10 показано размещение рейки относительно заготов­ки при изготовлении нормального (рис.10,а) и корригированно­го (рис. 10,б) зубчатых колес. Как видно из рисунка, в последнем случае рейка смещена относительно положения при нарезании нормального колеса на величину х.

Величина х называется абсолютным смещением рейки, которая обычно выражается в долях модуля,

(2)

откуда

(3)

Величина называется относительным смещением.

Смещение рейки может быть в обе стороны: от центра заготовки (положительное) и к центру (отрицательное)

Смещение инструментальной рейки при нарезании зубчатых колес с количеством зубьев меньше

При нарезании нормального зубчатого колеса с количеством зубьев z<17 зубья, получаются подре­занными, так как рабочий участок линии зацепления ab выходит за пределы теоретического KL.

На рис. 10 сплошной линией I показано положение рейки от­носительно заготовки при нарезании нормального зубчатого колеса(без смещения инструментальной рейки) с количеством зубьев z< 17. Как видно, линия головок инструментальной рейки пере­секает линию зацепления (в точке а) за пределами теоретического участка, ограниченного точкой K. Поэтому зуб у зубчатого ко­леса оказывается подрезанным. Профиль подрезанного зуба на ри­сунке изображен сплошной линией.

Для того чтобы не было подрезания зуба, рейку необходимо сместить от оси заготовок таким образом, чтобы линия головок рей­ки пересекала линию зацепления не за пределами теоретического участка. Минимальное смещение х будет тогда, когда точка пересе­чения линии головок с линией зацепления (точка а') будет совпадать с точкой К теоретического участка линии зацепления. Смещенное положение рейки II и зуб колеса, нарезанный при этом положении рейки, показаны пунктирными линиями.

Как видно из рисунка, во втором случае зуб получается неподрезанным, он оказывается более полным и прочным. При этом про­филь зуба очерчен по такой же эвольвенте. Изменяются лишь тол­щина зуба и ширина впадины по делительной окружности, а также радиусы окружностей впадин и головок.

Определим величину смещения рейки х, необходимую для из­готовления колеса без подрезания зубьев.

Из рис.10 видно, что абсолютное смещение рейки х равно

но

тогда

Относительное смещение рейки равно

(4)

Для стандартного угла зацепления а = 20° эта формула имеет вид

(5)

Отметим, что при количестве зубьев z > 17 величина получается отрицательной. Это показывает, что для z > 17 рейку можно сме­щать не только от центра колеса, но и к центру. Однако с точки зре­ния подрезания зубьев для колес с z > 17 смещения рейки не тре­буется.

Выбор смещения рейки

В зависимости от значений коэффициентов сдвига зубчатые за­цепления бывают следующих видов.

1. Нормальное (нулевое) зацепление. В этом зацеплении , причем , т. е. в нем оба колеса нареза­ются без сдвига инструментальной рейки.

2. Равносмещенного (компенсированное) за­цепление. В этом за­цепления , причем ,т. е. в этом зацеплении смещения рейки при нарезании обоих колес по абсолютной вели­чине одинаковы, но противоположны по знаку. При нарезании мень­шего колеса сдвиг рейки положительный (она отодвигается от оси колеса), при нарезании большего колеса — отрицательный (она при­двигается к оси колеса).При равносмещенном зацеплении начальные окружности совпа­дают с делительными, межосевое расстояние и угол зацепления остаются без изменения. Изменяются лишь радиусы окружностей головок и впадин, а также толщины зубьев по делительным окруж­ностям.

3. Положительное зацепление. В нем т.е. сумма коэффициентов сдвига обоих колес положительна.

При положительном зацеплении могут быть случаи:

а) б) в)

но

В положительных зацеплениях всех видов угол зацепления и межосевое рас­стояние при сборке оказывается больше стандартных:

4. Отрицательное зацепление. В этом зацеплении т. е. сумма коэффициентов сдвига обоих колес — величина отри­цательная.

В отрицательном зацеплении межосевое расстояние и угол за­цепления при сборке оказываются меньше стандартных:

Коэффициенты смещения и оказывают большое влияние на качественные показатели зубчатого зацепления: на подрезание зубь­ев, коэффициент перекрытия и т. д. Поэтому правильный выбор ве­личин смещений и при исправлении зацепления имеет большое значение.

В настоящее время существует много различных систем исправления , отличающихся между собой принципом выбора величин * смещений.

В нашей стране применяются в основном две системы исправления: В. Н. Кудрявцева и ЦКБР (Центральное конструкторское бюро редукторостроения).

В основу выбора коэффициентов смещения и в системе В. Н. Кудрявцева положен принцип максимальной контактной проч­ности зубьев зубчатых колес. В. Н. Кудрявцевым разработаны таб­лицы, в которых в зависимости от количества зубьев зубчатых ко­лес приведены значения коэффициентов и . Эта система исправления учитывает и другие качественные показатели зацепления: отсутствие подрезания, достаточность коэффициента перекрытия, выравнивание удельного скольжения и т. д. Поэтому зацепление, спроектированное по этой системе, не требует дополнительной про­верки. Она может быть рекомендована для практического пользо­вания, особенно для закрытой зубчатой передачи, для которой важным является контактная прочность.

В основу выбора коэффициентов смещения и ^ в системе ЦКБР положено равенство коэффициентов удельного скольжения зубьев обоих колес. В зависимости от количества зубьев обоих колес в специальных таблицах приводятся значения коэффициентов и и угла зацепления . Поэтому здесь нет необ­ходимости определять угол . В этой сис­теме разработаны таблицы для равносмещенного и неравносмещенного зацеплений.

Система ЦКБР так же, как и система В. Н. Кудрявцева, учиты­вает и другие качественные показатели зубчатой передачи. Поэ­тому (и в этой системе нет необходимости производить проверку зацепления. Наряду с системой Кудрявцева она вполне пригодна для практического пользования.