Ткачёв А.Г., Шубин И.Н. - Технология машиностроения (1043154), страница 20
Текст из файла (страница 20)
ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗУБЧАТЫХ КОЛЁС3.6.1. ХАРАКТЕРИСТИКА ЗУБЧАТЫХ КОЛЁСВ современных машинах широко применяют зубчатые передачи. Различают силовые зубчатые передачи,предназначенные для передачи крутящего момента с изменением частоты вращения валов, и кинематическиепередачи, служащие для передачи вращательного движения между валами при относительно небольших крутящих моментах.Зубчатые передачи, используемые в различных механизмах и машинах, делят на цилиндрические, конические, червячные, смешанные и гиперболоидные (винтовые и гипоидные).Наибольшее распространение получили цилиндрические, конические и червячные передачи (рис.
79). Ниже рассмотрены способы формообразования зубьев цилиндрических зубчатых колёс. Цилиндрические зубчатыеколеса изготовляют с прямыми и косыми зубьями, реже – с шевронными. Стандарт устанавливает 12 степенейточности цилиндрических зубчатых колёс (в порядке убывания точности): с 1 по 12.Рис. 79. Виды зубчатых передач:а – цилиндрическая; б – коническая; в – червячная;1 – шестерня; 2 – зубчатое колесо; 3 – червяк; 4 – червячное колесоПо технологическому признаку зубчатые колёса делятся на (рис. 80):– цилиндрические и конические без ступицы и со ступицей, с гладким или шлицевым отверстием;––––многовенцовые блочные с гладким или шлицевым отверстием;цилиндрические, конические и червячные типа фланца;цилиндрические и конические с хвостовиком;валы-шестерни.Рис. 80. Виды зубчатых колёсУ цилиндрических колёс зубья выполняют прямыми, спиральными или шевронными.Обработка зубчатых колёс разделяется на два этапа: обработку до нарезания зубьев и обработку зубчатоговенца.
Задачи первого этапа соответствуют в основном аналогичным задачам, решаемым при обработке деталейклассов: диски (зубчатое колесо плоское без ступицы), втулки (со ступицей) или валов (вал-шестерня). Операциивторого этапа обычно сочетают с отделочными операциями обработки корпуса колеса.Технологические задачи.Точность размеров. Самым точным элементом зубчатого колеса является отверстие, которое выполняетсяобычно по 7-му квалитету, если нет особых требований.Точность взаимного расположения.
Несоосность начальной окружности зубчатого колеса относительнопосадочных поверхностей допускается не более 0,05...0,1 мм. Неперпендикулярность торцов к оси отверстияили вала (биение торцов) обычно принимается не более 0,01...0,015 мм на 100 мм диаметра. В зависимости отусловий работы колеса эта величина может быть повышена или несколько уменьшена (рис. 81).Рис. 81. Зубчатое колесо с типовыми требованиямик точности его изготовленияТвёрдость рабочих поверхностей. В результате термической обработки поверхностная твёрдость зубьевцементируемых зубчатых колёс должна быть в пределах НRСэ 45...60 при глубине слоя цементации 1..2 мм.При цианировании твёрдость НRСэ 42...53, глубина слоя должна быть в пределах 0,5...0,8 мм.Твёрдость незакаливаемых поверхностей обычно находится в пределах НВ 180...270.3.6.2.
МАТЕРИАЛЫ И ЗАГОТОВКИ ДЛЯ ЗУБЧАТЫХ КОЛЁСРазличают основные виды заготовок зубчатых колёс при разных конструкциях и серийности выпуска:− заготовка из проката;− поковка, выполненная свободной ковкой на ковочном молоте;− штампованная заготовка в подкладных штампах, выполненных на молотах или прессах; штампованнаязаготовка в закреплённых штампах, выполненных на молотах, прессах и горизонтально-ковочных машинах.Заготовки, получаемые свободной ковкой на молотах, по конфигурации не соответствуют форме готовойдетали, но структура металла благодаря ковке улучшается по сравнению с заготовкой, отрезанной пилой отпрутка.Штамповка заготовок в закрытых штампах имеет ряд преимуществ: снижается расход металла из-за отсутствия облоя, форма заготовки ближе к готовой детали, снижается себестоимость, экономия металла составляетот 10 до 30 %. Однако отмечается повышенный расход штампов.Штамповка на прессах имеет большее преимущество перед штамповкой на молотах: получается точнаяштамповочная заготовка, припуски и напуски меньше на 30 %, по конфигурации заготовка ближе к готовойдетали.
На прессах можно штамповать с прошиванием отверстия.Штамповкой на горизонтально-ковочных машинах изготовляют заготовки зубчатых колёс с хвостовикомили с отверстием.3.6.3. ОСНОВНЫЕ СХЕМЫ БАЗИРОВАНИЯВыбор базовых поверхностей зависит от конструктивных форм зубчатых колёс и технических требований.У колёс со ступицей (одновенцовых и многовенцовых) с достаточной длиной центрального базового отверстия(L/D > 1) в качестве технологических баз используют: двойную направляющую поверхность отверстия и опорную базу в осевом направлении – поверхность торца.У одновенцовых колёс типа дисков (L/D < 1) длина поверхности отверстия недостаточна для образованиядвойной направляющей базы. Поэтому после обработки отверстия и торца установочной базой для последующих операций служит торец, а поверхность отверстия – двойной опорной базой. У валов-шестерен в качестветехнологических баз используют, как правило, поверхности центровых отверстий.На первых операциях черновыми технологическими базами являются наружные необработанные "чёрные"поверхности.
После обработки отверстия и торца их принимают в качестве технологической базы на большинстве операций. Колёса с нарезанием зубьев после упрочняющей термообработки при шлифовании отверстия иторца (исправление технологических баз) базируют по эвольвентной боковой поверхности зубьев для обеспечения наибольшей соосности начальной окружности и посадочного отверстия.Для обеспечения наилучшей концентричности поверхностей вращения колеса применяют следующие варианты базирования. При обработке штампованных и литых заготовок на токарных станках за одну установкузаготовку крепят в кулачках патрона за чёрную поверхность ступицы или чёрную внутреннюю поверхностьобода.
При обработке за две установки заготовку сначала крепят за чёрную поверхность обода и обрабатываютотверстие, а при второй установке заготовки на оправку обрабатывают поверхность обода и другие поверхности колеса.3.6.4. ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ ЗУБЬЕВЗУБЧАТЫХ КОЛЁСВ зависимости от способа образования зубьев различают два метода зубонарезания: копирование и обкатку. Оба метода используют на различных зубообрабатывающих станках.Нарезание зубчатых колёс методом копирования. Распространённой разновидностью метода копированияявляется зубофрезерование. Зубофрезерование осуществляется на зубофрезерных вертикальных и горизонтальных станках-полуавтоматах. На зубофрезерных станках производят нарезание цилиндрических зубчатых колёспо методу обкатки или копирования.Нарезание зубьев по методу копирования осуществляют модульной дисковой или модульной концевойфрезой.
Нарезание, по существу, представляет собой разновидность фасонного фрезерования. Режущие кромкизубьев дисковой или концевой фрезы изготовляют по форме впадины между зубьями колеса, и при фрезеровании они копируют форму впадины, создавая, таким образом, две половины профилей двух соседних зубьев.После нарезания одной впадины заготовка поворачивается на один зуб с помощью делительного механизма, ифреза снова проходит по новой впадине между зубьями, и т.д.
(рис. 82).Рис. 82. Схемы фрезерования цилиндрических колёсметодом копирования:а – дисковой фрезой; б – концевой фрезой;1 – заготовка; 2 – дисковая фреза; 3 – концевая фрезаВ массовом производстве применяют зубодолбёжные резцовые головки, работа которых основана на методе копирования. Производительность такого метода очень высока, точность зависит от точности резцовойголовки.Другой разновидностью нарезания зубчатых колёс методом копирования является протягивание как наружных, так и внутренних зубчатых поверхностей, характеризующееся высокой производительностью.Нарезание зубчатых колёс методом обкатки.
При методе обкатки заготовка и инструмент воспроизводятдвижение пары сопряжённых элементов зубчатой или червячной передачи. Для этого либо инструменту придаётся форма детали, которая могла бы работать в зацеплении с нарезаемым колесом (зубчатое колесо, зубчатаярейка, червяк), либо инструмент выполняют таким образом, чтобы его режущие кромки описывали в пространстве поверхность профиля зубьев некоторого зубчатого колеса или зубчатой рейки, которые называют соответственно производящим колесом или производящей рейкой. В процессе взаимного обкатывания заготовки и инструмента режущие кромки инструмента, постепенно удаляя материал из нарезаемой впадины заготовки, образуют на ней зубья.Нарезание зубьев цилиндрических зубчатых колёс методом обкатки производится с помощью следующихинструментов: червячных фрез (зубофрезерование); дисковых долбяков (зубодолбление) и долбяков в виде гребёнок-реек (зубострогание).Зубонарезание червячными фрезами.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
