Цилиндрические прямозубые шестерни

Цилиндрические косозубые шестерни

 

 

Конические прямозубые шестерни

Конические шестерни с круговым зубом

 

 

Конические шестерни из нержавеющей стали

Червячные зубчатые передачи

 

 

Изготовление зубчатых колес

Вал-шестерни

           

Станки, работающие коническими червячными фрезами

Станки этого типа работают методом обкатки с непрерывным делением. В качестве инструмента применяются резцовые головки специальной конструкции или конические червячные фрезы. В процессе нарезания заготовка получает вращение с постоянной скоростью, согласованной с вращением инструмента так, что последовательно расположенные резцы головки (или режущие кромки фрезы) попадают и снимают очередную стружку не в одной, а последовательно во всех впадинах непрерывно вращающейся заготовки. В связи с этим отпадает надобность в делительном и реверсивном механизмах, присущих станкам, работающим методом обкатки с периодическим делением. Линия зуба на начальном конусе заготовки образуется в результате сочетания движения режущих кромок инструмента с вращением заготовки. При нарезании резцовыми головками она очерчена по удлиненной гипо- или эпициклоиде, а при нарезании конической червячной фрезой — по паллоиде — кривой, приближающейся по своему очертанию к удлиненной или укороченной эвольвенте.

Конструкция конической червячной фрезы представлена на фиг. 113.

(фиг. 113)

Такая форма фрезы необходима для возможности размещения ее зубьев во впадинах зубьев нарезаемого конического зубчатого колеса. Каждый зуб конической фрезы, аналогично зубьям червячных фрез для цилиндрических зубчатых колес, имеет две прямолинейные режущие кромки, которыми одновременно обрабатываются две стороны впадины. Режущие кромки расположены на фрезе последовательно и образуют коническую винтовую поверхность с постоянным осевым шагом.

Вследствие уменьшения диаметра фрезы от широкого торца к узкому угол подъема винтовой линии на начальном конусе переменный. Его наибольшее значение на первом полном зубе фрезы у ее узкого торца является номинальным установочным углом фрезы. Сечение винтовых поверхностей, образованных режущими кромками, плоскостью, проходящей через ось фрезы, дает в этом сечении прямобочную рейку, начальная прямая которой совпадает с образующей начального конуса фрезы, а шаг приблизительно соответствует нормальному шагу нарезаемых зубчатых колес. Фреза корригируется так, что толщина ее зубьев несколько увеличивается от середины фрезы к каждому из торцов.

Фиг. 114 иллюстрирует принцип работы станка с конической червячной фрезой.

(фиг. 114)

Делительный конус I нарезаемого зубчатого колеса и начальный конус фрезы II касаются общей плоскости, совпадающей с плоскостью, перпендикулярной к оси вращения люльки станка (начальной плоскостью производящего колеса). В этой же плоскости расположен плоский круг, полученный разверткой делительного конуса зубчатого колеса. Вершина конуса I находится на оси вращения люльки. Положение фрезы в указанной общей касательной плоскости определяется из условия, что середина ее первого полного зуба у узкого торца (на этом зубе у фрезы делается клеймо), должна находиться на радиусе Md (так называемая машинная дистанция), который на величину (0,5—1,0) мм меньше внутренней образующей Li нарезаемого зубчатого колеса. Угловая установка фрезы должна быть такой, чтобы нормаль к винтовой линии первого зуба фрезы совпадала с нормалью к линии зуба нарезаемого зубчатого колеса на радиусе Мd (прямая Рмn на фиг. 114). Угловая установка фрезы показана для случая, когда правозаходной фрезой нарезается зубчатое колесо с левым направлением спирали.

Фреза и заготовка вращаются согласованно — за один оборот однозаходной фрезы заготовка поворачивается на один зуб. Развертка делительного конуса заготовки на плоскость производящего колеса поворачивается при этом на 1/zм оборота.

При вращении фрезы с числом оборотов nф рейка в ее осевом сечении перемещается вдоль линии Pмq со скоростью v=nфt, а развертка вращается вокруг оси О с числом оборотов nф/zм. В результате сочетания этих движений зубья рейки образуют боковые поверхности зубьев производящего колеса, сечение которых плоскостью развертки дает линию зуба по кривой, называемой паллоидой, приближающейся по своему очертанию к удлиненной эвольвенте окружности радиуса ρ (на фиг. 114 не показанной), касательной к нормали Рмn.

Окружность радиуса ρ’, касательная к проекции оси фрезы Pмq, определяет крайнюю внутреннюю точку паллоиды.

При наличии только двух указанных движений и положении фрезы, изображенном на фиг. 114 сплошными линиями, впадины на нарезаемом зубчатом колесе будут прорезаны на полную глубину только в сечении, проходящем через точку касания боковых поверхностей начальных конусов заготовки и фрезы, а профили зубьев будут образованы ограниченным числом огибающих положений режущей кромки (числом «резов»), зависящим от числа зубьев фрезы. Для того чтобы впадины были обработаны на полную глубину по всей длине, а также для увеличения числа «резов» люльке с фрезой сообщается медленное вращение вокруг своей оси, в результате которого фреза перемещается из положения I в положение II, причем точка касания начальных конусов фрезы и заготовки проходит всю ширину зубчатого венца. Величина этого перемещения должна учитывать также подачу фрезы на врезание. Чтобы не нарушить согласованность вращений заготовки и фрезы, заготовке сообщается дополнительное вращение, согласуемое с вращением люльки как движение обкатки.

На фиг. 114 изображено взаимное положение и движение инструмента и заготовки при нарезании правозаходной фрезой зубчатого колеса с левым направлением спирали. Нарезание второго зубчатого колеса конической пары с правым направлением спирали может быть осуществлено двумя способами.

1. Применением левозаходной фрезы (фиг. 115, а).

(фиг. 115)

Установочный угол в этом случае по абсолютной величине равен установочному углу на фиг. 114, но откладывается по другую сторону от радиуса ОРм. Линия зуба на производящем колесе будет в этом случае по всем параметрам совершенно идентична таковой на фиг. 114 и отличаться от нее, как правая от левой.

2. Использованием той же правозаходной фрезы, но устанавливаемой по отношению к плоскости производящего колеса в соответствии с другим направлением спирали, как показано на фиг. 115, б. В этом случае, в связи с тем что ось фрезы занимает по отношению к нормали Рмn положение, не идентичное изображенному на фиг. 114, линия зуба на производящем колесе будет очерчена по другой паллоиде, приближающейся по своему очертанию не к удлиненной, а к укороченной эвольвенте. Крайняя внутренняя ее точка будет находиться на окружности радиуса ρ”, касательной к оси фрезы в новом ее положении.

Полученная таким образом линия зуба, отличается от линии зуба, нарезанной по установкам фиг. 114, вследствие чего будут нарушены условия сопряжения правозаходного зубчатого колеса, нарезанного по установкам фиг. 114, и левозаходного, нарезанного по установке фиг. 115, б.

Нарезание зубьев конических зубчатых колес с установками согласно фиг. 114 и 115, а называется фрезерованием по плюсу, а с установками по фиг. 115, б — фрезерование по минусу.

Локализация контакта зубьев при их зацеплении обеспечивается утолщением зубьев фрезы к ее концам, вследствие чего на концах нарезаемых зубьев снимается дополнительный слой металла по сравнению со средним участком. В результате этого также в некоторой мере устраняется влияние несопряженности продольных линий зуба при нарезании каждого из колес пары одной и той же фрезой: одного — фрезерованием по плюсу, второго — фрезерованием по минусу. Созданию локализованного контакта содействует также применяемая в конических колесах, нарезаемых этим методом, система корригирования, при которой делительные конусы колес, определяющие их геометрические размеры и их положение на станке при нарезании, делаются отличными от начальных. Несовпадение угла начального конуса с его установочным углом при нарезании приводит к нарушению линейного контакта сопряженных поверхностей зубьев и возникновению теоретически точечного, а практически локализованного контакта.

Сложность изготовления корригированной фрезы и невозможность при нарезании данной фрезой регулировать положение и размеры пятна касания устраняется в последних моделях станков этого типа введением механизма изменения углового положения фрезы.

На фиг. 116 изображено обычное положение заготовки и фрезы.

(фиг. 116)

Угол установки фрезы φф имеет постоянное значение, причем образующая начального конуса фрезы ОфР всегда находится в плоскости Пс, перпендикулярной к оси вращения люльки.

В станках новых моделей фреза (вместе с заготовкой) может быть повернута на некоторый угол Δф по отношению к плоскости Пс. Так как образующая фрезы ОфР не пересекает ось люльки, а скрещивается с ней на расстоянии ρ’ (фиг. 114), то при обкаточном вращении люльки, образующая ОфР опишет поверхность однополостного гиперболоида, сечение которого плоскостью чертежа (фиг. 116) дает гиперболу Г.

Подобным же образом будут располагаться точки зубьев фрезы, лежащие на других образующих. В результате этого зубья на заготовке будут нарезаны на глубину, увеличивающуюся от средней точки к краям, а толщина зубьев по сравнению с номинальным значением будет уменьшаться от средней точки к краям, что и обеспечивает локализацию контакта. Изменяя величину угла, можно влиять на размеры пятна касания.

На фиг. 117 представлена принципиальная кинематическая схема станков Клингельнберг, работающих коническими червячными фрезами.

(фиг. 117) Кинематическая схема станка Клингельберг: I — станина; II — бабка изделия; III — люлька; IV — коробка скоростей бесступенчатого регулирования; i1 — гитара деления; i2 — гитара дифференциала; i3 — гитара подач; i4 — гитара автоматического регулирования скорости вращения фрезы в процессе обработки

В станке имеются следующие кинематические цепи:

1. Скоростная цепь, посредством которой от электродвигателя через бесступенчатую коробку скоростей, ременную передачу 1—2 и зубчатые передачи 3—4—5—6—7—8—9—10 сообщается вращение фрезе. Настройка на необходимое (среднее) число оборотов фрезы производится установкой в соответствующее положение регулировочного штурвала коробки скоростей.

2. Делительная цепь связывает вращение фрезы с вращением заготовки через зубчатые передачи 10—9—8—7—6—5—4—3—11—12 — дифференциал (передаточное число iд=1) — зубчатые передачи 13—14—15—16—17—18—19—20—21—22 — сменные шестерни i1 и червячную передачу 23—24. Настройка делительной гитары i1 производится из условия, что за один оборот фрезы заготовка поворачивается на один зуб (1/z оборота).

3. Цепь подачи сообщает вращение люльке станка, заимствуя его от вала шкива 2 через зубчатые передачи 25—26—27—28, гитару подач i3, гитару дифференциала i2 и червячную передачу люльки 31—32. Настройка гитары подач i2 производится по требуемой величине круговой подачи, которая в этих станках измеряется в долях оборота люльки s/2πLм на один оборот заготовки (s — перемещение люльки на радиусе Lм).

4. Цепь дифференциала сообщает дополнительное вращение заготовке в связи с вращением люльки. Она связывает люльку с заготовкой через червячную пару 32—31, гитару i2, червячную передачу дифференциала 29—30, дифференциал (с передаточным числом iд’=2) и далее по делительной цепи. Настройкой гитары дифференциала учитывается:

1) дополнительное вращение заготовки в связи с вращением люльки со скоростью круговой подачи;

2) дополнительное вращение заготовки в связи с добавочным вращением фрезы, которое она получает, когда при повороте люльки шестерня 8 перекатывается по шестерне 7.

Первое дополнительное вращение определяется из условия, что одному обороту люльки должно соответствовать zм/z оборотов заготовки (zм — число зубьев производящего колеса); второе — из условия, что за один оборот люльки заготовка должна сделать (1—z3/z4·z5/z6·z7/z8·z9/z10) оборотов. Суммарное дополнительное число оборотов заготовки, приходящееся на один оборот люльки, будет равно zм/z+(1—z3/z4·z5/z6·z7/z8·z9/z10).

5. Цепь регулирования числа оборотов фрезы. От зубчатого венца люльки 33 через шестерню 34 и гитару i4 передается вращение регулировочному устройству бесступенчатой коробки скоростей, в результате чего число оборотов фрезы плавно увеличивается по мере того, как она вместе с люлькой перемещается из положения II’ (фиг. 114), в котором она режет зубьями на широком торце, в положение II”, при котором она работает зубьями на узком торце.

Этим обеспечивается необходимое регулирование скорости резания и одинаковые условия работы всех зубьев фрезы, что позволяет интенсифицировать процесс и снизить время обработки.

Основная техническая характеристика станков Клингельнберг, работающих конической червячной фрезой, приведена в табл. 33.

Таблица 33. Основные технические данные и формулы настройки гитар станков Клингельнберг

Примечание. Дополнительные технические данные, а также значения Δnфр (разность между наибольшим и наименьшим регулируемым числом оборотов фрезы) и θ (угол качания люльки).

Там же приведены формулы для расчета настройки гитар сменных шестерен для указанных кинематических цепей станка.

Наладка станка сводится к расчету и установке сменных шестерен в перечисленных кинематических цепях станка, установке фрезы и заготовки.

При установке фрезы в требуемое положение должна быть выдержана величина машинной дистанции Мd, угол δуi±λ и обеспечено правильное положение первого полного зуба фрезы.

На фиг. 118 дан вид на переднюю плоскость люльки станка, на которой расположена фрезерная головка с фрезой.

(фиг. 118)

Для установки фрезы на машинную дистанцию корпус головки 1 перемещается вращением рукоятки 2 на величину машинной дистанции Мd, отсчитываемой по шкале 3, и закрепляется болтами 4. Угловая установка фрезы осуществляется поворотом фрезерной головки 5 с отсчетом по шкале 6. После поворота головка закрепляется болтами 7.

Установка фрезы на ее первый полный зуб показана на фиг. 119, где изображен продольный разрез по шпинделю фрезы.

(фиг. 119)

После закрепления фрезы затяжкой болта 1, вывинчивается болт 2 и снимается фиксатор 3; вращением гайки 4 шпиндель перемещается до тех пор, пока острие калибра 5 не будет находиться против риски, нанесенной на первом полном зубе фрезы.

Машинная дистанция Мd и угол δу определяются по формулам:

Md=ρ+g—(0,5÷1,0) мм; (5.1)

δуi±λ, (5.2)

где λ — угол подъема винтовой линии на первом зубе фрезы; значения ρ, g и βi.

Знак в формуле (5.2) берут в соответствии с табл. 34.

Таблица 34. Направление вращения конической червячной фрезы и нарезаемого зубчатого колеса и угол установки фрезы в зависимости от способа нарезания и направления спирали фрезы

Схема установки заготовки изображена на фиг. 120.

(фиг. 120)

Заготовка устанавливается под углом ее делительного конуса (φмш для шестерни и φмк для колеса). Положение заготовки по отношению к оси вращения люльки определяется размером Lм, одинаковым для шестерни и колеса, отсчитываемым по схеме (на фиг. 120).

НОВОСТИ КОМПАНИИ
  • Плиты нагревательные для гидравлических этажных прессов

    Для нагревания плит пресса внутри них высверлены по всей длине параллельные соединенные между собой каналы диаметром 15—25 мм. Сечение каналов выбирают расчетным путем в зависимости от вида и параметров теплоносителя и теплотехнических требований, предъявляемых к греющим плитам. Расстояние между каналами 50—100 мм. По способу разветвления и соединения каналов бывают потоки теплоносителя последовательные, параллельные и комбинированные. […]
  • Изготовление аналогов импортных деталей и узлов

    Компания «ИнженерЦентр» реализует программу импортозамещения. На основе современной производственной базы, предприятие готово произвести и поставить в Ваш адрес детали, запчасти, механизмы в сборе для любого импортного оборудования.