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 для притирки и прикатки (нагартовки) конических зубчатых колес

Притиркой называется приработка боковых поверхностей зубьев пары сопряженных зубчатых колес (или одного из них в сцеплении со специально изготовленным притирочным колесом), за счет использования скоростей скольжения в зацеплении с подачей в зону зацепления абразивной смеси.

Прикаткой (нагартовкой) называется обработка одного из пары зубчатых колес (обычно шестерни) путем вращения в сцеплении с инструментальным зубчатым колесом, к которому обрабатываемое колесо прижимается усилием, достаточным для сглаживания до блеска боковой поверхности зубьев. Обрабатываемое зубчатое колесо должно быть мягким (незакаленным), а сопряженное с ним «инструментальное» колесо должно быть закалено до высокой твердости. При обработке в зону зацепления подается противозадирная смесь (минерального масла со свинцовым суриком).

Основным условием правильного ведения процесса притирки и прикатки является обеспечение равномерности обработки всей поверхности зуба, с тем чтобы после выполнения этих операций при зацеплении зубчатых колес сохранялась ограниченная зона контакта, характеризуемая заданными размерами и расположением пятна касания.

Если прикатку или притирку вести при стационарном взаимном положении обрабатываемых зубчатых колес (например, на контрольном станке), то обработана будет только часть поверхности, соответствующая пятну касания, а остальная поверхность зуба останется необработанной. При большой длительности обработки и значительных усилиях можно добиться приработки всей поверхности, но при этом в результате неравномерного истирания рабочих поверхностей зубьев исчезнет разница в их продольной кривизне, что приведет к устранению локализованного контакта.

Поэтому процесс прикатки и притирки нужно вести в условиях меняющегося взаимного положения шестерни и колеса.

Изменение взаимного положения шестерни и колеса приводит к смещению пятна контакта на поверхности зуба: изменение относительного положения шестерни по вертикали V смещает пятно контакта вдоль зуба, а относительный горизонтальный сдвиг Н смещает пятно контакта по высоте зуба. Путем сочетания смещений V и Н можно добиться перемещения пятна контакта по всей поверхности зуба.

Притиркой можно в принципе добиться также исправления зоны касания конических зубчатых колес. Однако для этой цели использовать притирку не рекомендуется, так как при этом значительно увеличивается ее продолжительность. В случае изменения положения пятна касания, вследствие коробления при термообработке, нужно экспериментально установить такие размеры и положение пятна, получаемые после нарезания на зуборезном станке, чтобы в сочетании с действием указанного коробления оно после термообработки имело нужный размер и занимало требуемое положение.

Уменьшения коробления можно добиться применением специальных марок сталей, мало деформирующихся при термообработке, а также рациональным выбором режимов и технологии термообработки (например, закалки в специальных закалочных прессах).

Наилучшие результаты получаются при притирке пар с некратным передаточным отношением. Конические пары с отношением 1:1, 1:2 и т. д. притираются менее равномерно.

Притирке можно подвергать только закаленные зубчатые колеса. В сыром виде притирку производить нельзя вследствие неизбежности задира.

Для притирки и прикатки конических зубчатых колес используются станки моделей 572СПО и 572СНО, снабженные устройством для непрерывного изменения положения пятна контакта обрабатываемых зубчатых колес.

Фиг. 213 иллюстрирует принцип работы этих станков.

(фиг. 213)

Обрабатываемые конические шестерни 1 закреплены в шпинделе ведущей бабки и занимают в процессе обработки постоянное положение. Ведомый шпиндель, в котором закрепляется колесо, установлен в эксцентрично расточенной гильзе 3, которая может поворачиваться и закрепляться под нужным углом в специальном хомуте. Под воздействием кулачка 5 хомут с гильзой 3 совершает качательное движение вокруг оси О’, вследствие чего ось колеса О получает колебательное движение между точками О1 и О2. Размах колебания оси колеса характеризуется горизонтальным смещением ∑Н и вертикальным ∑V.

Абсолютная величина отклонения от среднего положения вверх и вниз определяется профилем кулачка; соотношение между горизонтальным ∑Н и вертикальным ∑V смещением определяется углом установки гильзы β, который связан с ∑Н и ∑V условием

tg β=∑H/∑V (13.1)

В притирочном станке шестерня и колесо сцепляются с нормальным зазором, вследствие чего при определенном направлении вращения обрабатывается одна сторона зуба как колеса, так и шестерни. Для обработки другой стороны зубьев вращение реверсируется. Кулачок 5 профилируется так, чтобы на одной половине своего оборота он обеспечивал амплитуду качания, необходимую для обработки одной стороны зуба, а на другой половине оборота — амплитуду качания для обработки другой стороны зуба. Таким образом, как общая амплитуда качания, так и величины отклонений от среднего положения вверх и вниз могут быть для каждой стороны зуба различными, но отношение ∑H/∑V для обеих сторон зубьев должно быть одинаковым. Это условие также должно быть выдержано при подгонке пятна контакта в процессе предшествующей обработки подлежащих притирке зубчатых колес. Невыполнение этого условия исключает возможность настройки притирочного станка одновременно для обработки обеих сторон зубьев. А притирка в две установки, с настройкой для каждой стороны зуба в отдельности, менее производительна.

В притирочном станке момент на ведомом колесе создается гидравлическим тормозом.

При отклонении оси колеса в каждое из крайних положений (O1 и O2) боковой зазор между зубьями уменьшается. Если в среднем положении зазор был минимальным, то в крайних положениях создается угроза защемления. Если, наоборот, зубчатые колеса установить с минимальным зазором в крайних положениях, то в среднем положении зазор будет увеличенный; это может привести к неполной обработке зубьев по высоте: их поверхности на ножках могут остаться непритертыми. Для сохранения постоянной величины бокового зазора в притирочном станке ведомый шпиндель должен иметь осевое перемещение, согласованное с изменением положения центра колеса.

В нагартовочном станке обработка происходит при беззазорном зацеплении; колесо прижимается к шестерне давлением пружины, вследствие чего необходимость в дополнительном кулачке для осевого перемещения колеса отпадает.

Притирочный и нагартовочный станки работают по полуавтоматическому циклу. Все необходимые движения осуществляются соответствующими механизмами с гидравлическим и электрическим приводом. Управление работой механизмов и циклом работы осуществляется распределительным валом станка.

В связи с тем что в принципе работы притирочного и нагартовочного станков имеется много общего, конструктивно они мало отличаются друг от друга.

На фиг. 215 изображена кинематическая схема притирочного станка.

Главное движение — вращение обрабатываемых зубчатых колес осуществляется электродвигателем 2,8 квт, 1500 об/мин, через клиноременную передачу. Торможение ведомого шпинделя производится шестеренчатым насосом, выполняющим функцию гидротормоза. Насос связан с ведомым шпинделем также клиноременной передачей. Ручной тормоз употребляется только при наладке для определения величин V и H, когда станок используется как обычный контрольный.

Привод распределительного вала осуществляется от электродвигателя 0,6 квт, 1500 об/мин, через червячную передачу 2:120, сменные шестерни гитары переднего или заднего хода — в зависимости от положения скользящей шестерни z=22 — цилиндрическую передачу 22:22 и червячную 4:120. Цикл работы станка — притирка одной конической пары — совершается за один оборот распределительного вала, причем за первую половину оборота распределительного вала притирается одна сторона зуба, а за вторую половину оборота — другая.

Так как на притирку каждой стороны может потребоваться различное время, то в приводе распределительного вала предусмотрена возможность его вращения с различной скоростью на каждой половине оборота. Это обеспечивается независимой настройкой гитар переднего и заднего ходов. Прилагаемый к станку комплект из пяти пар сменных шестерен обеспечивает 10 различных скоростей вращения распределительного вала, при которых время притирки одной стороны зуба равно: 15,5; 17,3; 21; 28; 33,5; 43,7; 52,4; 69,4; 84,8; 94,3 сек.

Распределительный вал выполняет в станке следующие функции:

1) посредством кулачков 10 (каждый из них спрофилирован на угле 180° соответственно амплитуде качания, необходимой для каждой стороны зуба) и толкателя 7 сообщает качание хомуту 3, в котором установлена под нужным углом эксцентрично расточенная гильза 2 с ведомым шпинделем;

2) посредством кулачка 8 и толкателя 7 поворачивает кронштейн 5 и вместе с ним винт t=13 мм, который сообщает ведомому шпинделю осевое перемещение для поддержания постоянной величины бокового зазора;

3) посредством кулачка 9 и переключателя 3ВК реверсирует вращение главного электродвигателя для перехода от притирки одной стороны зубьев к притирке другой стороны;

4) посредством кулачков (штифтов) на торце червячного колеса z=120 и рычага 15 передвигает скользящую шестерню z=22 для переключения скорости вращения распределительного вала в момент перехода к притирке другой стороны зубьев.

Ручной поворот вала при настройке осуществляется штурвалом при выключенной муфте 13.

В нагартовочном станке отсутствует механизм продольного перемещения ведомого шпинделя (кулачок 8, толкатель 7 и другие детали) и гидротормоз. В остальном схема остается такой же.

Гидравлическая система притирочного станка выполняет следующие функции (см. фиг. 216):

1) быстрый подвод и отвод ведущей бабки для смены обрабатываемых зубчатых колес;

2) отжим зажимных устройств шпинделей обеих бабок (зажим производится усилием пружин);

3) смазку узлов станка;

4) торможение ведомого шпинделя.

Управление всеми гидравлическими устройствами осуществляется центральным золотником одной рукояткой.

В гидросистеме нагартовочного станка отсутствует насос торможения, а также механизм гидравлического отжима ведомого шпинделя, так как по условиям работы этого станка не требуется частой смены инструментального колеса (одним закаленным инструментальным зубчатым колесом обрабатывается большое количество шестерен).

Схемой электрооборудования предусмотрена возможность работы станка по следующим двум циклам:

1) с реверсированием вращения главного двигателя — при настройке станка на притирку обеих сторон зубьев;

2) без реверсирования главного двигателя — при настройке станка на притирку одной стороны зубьев; кроме того, станок может быть использован как контрольно-обкатный.

Внешний вид притирочного станка модели 572СПО с указанием органов управления дан на фиг. 217. Компоновка этих станков аналогична компоновке контрольных станков. На коробчатой станине I имеются две взаимно перпендикулярные призматические направляющие. На верхних направляющих перемещается ведущая бабка IV. Конструкция шпинделя ведущей бабки с зажимным устройством для обрабатываемой шестерни аналогична конструкции шпинделя заготовки станка 5А27С1.

На нижних направляющих станины установлена стойка II с вертикальными направляющими, по которым перемещается на величину гипоидного смещения бабка ведомого шпинделя III. На фиг. 214 представлен разрез по шпинделю ведомой бабки.

(фиг. 214) Разрез по шпинделю ведомой бабки: 1 — шпиндель; 2 — эксцентриковая гильза; 3 — промежуточная гильза; 4 — хомут касания шпинделя; 5 — хомут осевых перемещений шпинделя; 6 — шпонка; 7 — винт гипоидного смещения; 8 — шкала для отсчета угла установки эксцентриковой гильзы; 9 — шкив ручного тормоза; 10—12 — промежуточные детали; 13 — зажимной шток; 14 — зажимная пружина; 15 — гидроцилиндр отжима; 16 — насос гидротормоза; 17 — пружина выбирания зазоров

Назначение отдельных деталей ясно из пояснительных надписей и из сопоставления со схемой (фиг. 215).

(фиг. 215) Кинематическая схема притирочного станка: 1 — гильза шпинделя; 2 — эксцентриковая гильза; 3 — хомут; 4 — ручной тормоз; 5 — кронштейн осевых перемещений ведомого шпинделя; 6 — регулируемые упоры; 7 — толкатели; 8 — кулачок осевых перемещений ведомого шпинделя: 9 — кулачок реверса и останова главного двигателя (2,8 квт); 10 — кулачки качания ведомого шпинделя; 11 — диск выключения электродвигателя 0,6 квт при работе станка как контрольного; 12 — диск для упора толкателя качания при работе станка как контрольного; 13 — муфта отключения двигателя 0,6 квт при ручном провороте распределительного вала; 14 — муфта включения ручного вращения распределительного вала; 15 — рычаг переключения прямого и обратного ходов; 16 — рычаг переключения станка с операции притирки на контроль и обратно; 17 — шестеренчатый насос гидравлического торможения

В стойке размещаются распределительный вал станка, механизм его привода и толкатели, сообщающие качательное и осевое перемещение ведомому шпинделю от кулачков распределительного вала. Распределительный вал размещен в станке так, что его ось параллельна оси ведомого шпинделя. Сменные шестерни настройки времени цикла расположены на задней стенке стойки, противоположной направляющим гипоидного смещения ведомой бабки. Двигатель привода распределительного вала установлен наверху стойки, а двигатель привода шпинделя ведущей бабки — в станине.

Станки 572СПО и 572СНО предназначены для обработки только ортогональных конических и гипоидных зубчатых передач, размеры которых аналогичны размерам передач, контролируемых на контрольно-обкатном станке 572УО.

Наладка обоих типов станков сводится к установке и закреплению обрабатываемых зубчатых колес, установке эксцентриковой гильзы на угол β, установке на распределительном валу кулачков качания и осевых перемещений ведомого шпинделя, установке сменных шестерен привода распределительного вала и установке бабок ведущего и ведомого шпинделей в положение, соответствующее параметрам обрабатываемых шестерни и колеса. Кулачки качания и осевых перемещений ведомого шпинделя профилируются и изготовляются для каждой обрабатываемой пары.

Исходными данными для профилирования кулачков притирочного и прикаточного станков является величина горизонтального ∑Н и вертикального ∑V смещения шестерни по отношению к колесу, при которых пятно касания перемещается по всей поверхности зуба. Определение этих величин можно производить на притирочном и нагартовочном станках, так как путем выключения рукояткой 16 (фиг. 215) распределительного вала и установки эксцентриковой гильзы ведомого шпинделя в нулевое положение они превращаются в обычные контрольные станки. Профилирование кулачков лучше всего производить экспериментально, путем замеров непосредственно на станке.

Для проверки совмещения в одной горизонтальной плоскости осей ведущего и ведомого шпинделей служит такое же приспособление как к станку 5726.

Данные для профилирования кулачка качания устанавливаются следующим образом.

По величинам ∑V и ∑H вычисляется угол β. На этот угол поворачивается эксцентриковая гильза ведомого шпинделя.

Для левоспиральной шестерни угол β откладывается вниз, а для правоспиральной — вверх от горизонтали. После поворота эксцентриковой гильзы необходимо совместить в одну горизонтальную плоскость ведомый и ведущий шпиндели, что достигается перемещением ведомой бабки вертикально на величину e sin β (е=25).

При обработке гипоидных передач поправка должна быть сделана к номинальной величине гипоидного смещения.

В шпиндели вставляются и закрепляются оправки с обрабатываемыми шестерней и колесом, и бабки устанавливаются в соответствии с нормальным расчетным их положением, определяемым размерами Асш и Аск. При этом при отсчете размера Асш по шкале следует учесть поправку на величину е(1—cos β) в связи с поворотом эксцентриковой гильзы. При установке по калибрам эта поправка компенсируется автоматически.

После этого включением вращения ведущего шпинделя и притормаживанием ручным тормозом определяется положение пятна контакта. Затем вращением маховичка 7 (фиг. 217) дополнительно поворачивают эксцентриковую гильзу сначала в одну сторону, пока пятно контакта не будет смещено к носку зуба, а затем в другую, пока оно не переместится на его пятку.

(фиг. 216) Гидросхема притирочного станка: 1 — лопастный насос; 2 — клапан напорный регулируемый; 3 — фильтр; 4 — манометры; 5 — управляющий золотник; 6 — сопротивления постоянные; 7 — клапаны напорные; 8 — кран для спуска воздуха; 9 — кран; 10 — телескопическое соединение; 11 — дроссели; 12 — обратные клапаны; 13 — шестеренчатый насос торможения; 14 — золотник подвода ведущей бабки; 15 — резервуар и плунжерный насос ручной смазки

(фиг. 217) Внешний вид притирочного станка: I — станина; II — стойка ведомой бабки; III — ведомая бабка; IV — ведущая бабка; V — гидропанель; 1 — маховик перемещения стойки с ведомой бабкой; 2 — маховик перемещения ведущей бабки; 5 — винт гипоидного смещения; 4 — рукоятка зажима стойки; 5 — рукоятка зажима ведущей бабки; 6 — гайки зажима бабки ведомого шпинделя на вертикальных направляющих; 7 — маховичок для установки эксцентриковой гильзы ведомого шпинделя; 8 — шкала для отсчета угла эксцентрицитета; 9 — рукоятка отжима хомута качания; 10 — рукоятка зажима упора хомута; 11 — регулировочный винт пружины хомута; 12 — винт регулирования осевого положения ведомого шпинделя; 13 — гайка отключения тормоза при установке эксцентриковой гильзы; 14 — рукоятка переключения распределительного вала с притирки на контроль; 15 — маховичок ручного поворота распределительного вала; 16 — рукоятка ручного тормоза; 17 — кнопочная станция; 18 — рукоятка золотника управления гидрозажимом деталей и подвода ведущей бабки; 19 — золотник подвода ведущей бабки; 20 — фиксатор шпинделя ведущей бабки

Величины смещений эксцентриковой гильзы вперед l1 и назад l2 отсчитывают по шкале упора хомута; они и определяют максимальный и минимальный радиусы кулачка.

Величины l1 и l2 определяют для каждой стороны зуба. В процессе перемещения пятна контакта от носка к пятке проверяется правильность установленного угла поворота эксцентриковой гильзы β. При правильном его значении пятно при смещении от носка к пятке должно оставаться приблизительно на середине зуба по высоте.

Наибольший и наименьший радиусы кулачка определяются по замеренным величинам l1 и l2 следующим образом:

Rmах=64+l1/cos α,

Rmin=64—l2/cos α, (13.2)

где α — угол установки корпуса толкателей (см. фиг. 215).

В процессе притирки каждой стороны зуба пятно контакта должно два раза плавно переходить из его среднего (Под средним подразумевается положение пятна при нормальном расчетном взаимном положении зубчатых колес, хотя обычно оно при этом несколько смещено к носку зуба.) положения на один конец зуба, затем с этого конца на противоположный, после чего возвращаться в исходное среднее положение. При настройке станка на притирку обеих сторон зуба, когда каждая сторона обрабатывается за полоборота распределительного вала, углы кулачка θ1 и θ2 (фиг. 218), соответствующие переходу зоны контакта из среднего в крайние положения, должны быть взяты пропорционально величинам l1 и l2, т. е.

θ1°=45 l1/l1+l2; (13.3)

θ2°=45 l2/l1+l2 (13.3)

Переходные кривые от средних к крайним точкам и наоборот очерчиваются по архимедовым спиралям.

При настройке станка на притирку только одной стороны, когда обработка этой стороны производится за один полный оборот распределительного вала, углы θ1 и θ2 удваиваются.

На фиг. 218 приведены эскизы кулачков качания ведомого шпинделя с указанием их установочных размеров.

(фиг. 218) Кулачки притирочного станка: I — кулачок качания ведомого шпинделя для вогнутой стороны зуба при настройке станка на двустороннюю обработку; II — то же, для выпуклой стороны зуба; III — кулачок качания при настройке станка на обработку одной стороны зуба; IV — кулачок осевых перемещений ведомого шпинделя; Rм=64 — средний радиус кулачка; Rn — радиус кулачка, при котором пятно смешается на пятку зуба; Rн — радиус кулачка, при котором пятно смещается на носок зуба

Данные для профилирования кулачка осевых перемещений ведомого шпинделя лучше всего определять после изготовления, установки и опробования кулачков качания. Установив распределительный вал с кулачками качания в нулевое (по шкале на торце распределительного вала), а бабки с обрабатываемыми шестерней и колесом — в их нормальное взаимное положение, определяют боковой зазор приспособлением и вращением винта 12 (фиг. 217) устанавливают его равным 0,05 мм. Затем дают распределительному валу последовательные повороты каждый раз на один и тот же угол и одновременно вращением винта 12 перемещают ведомую бабку так, чтобы величина бокового зазора оставалась неизменной. При этом для каждого углевого положения распределительного вала фиксируется изменение Δб размера б между кронштейном и толкателем (см. фиг. 213, вид по ББ) вследствие ввинчивания или вывинчивания винта 12. По отклонению Δб определяется радиус кулачка для каждого углового положения распределительного вала:

R0=64±Δб/cos α; (13.4)

знак плюс берется при увеличении размера б, а минус — при его уменьшении.

На фиг. 218 IV приведен эскиз кулачка осевых перемещений ведомого шпинделя для случая настройки станка на притирку обеих сторон зуба.

Рецепты притирочных смесей. Притирочные смеси обычно подбирают опытным путем так, чтобы получить наилучшие результаты с наименьшей затратой времени. Для ориентировки приводим рецепты смесей, применяемых на автомобильных заводах для притирки конических пар задних мостов автомобилей.

Марка автомобиля: ГАЗ «Победа»

Рецепт притирочной смеси: aбразивный порошок зернистостью 180÷220 — 3 кг; масло «веретенное 3» — 3÷4 кг; солидол 3 кг;

Марка автомобиля: ГАЗ-51

Рецепт притирочной смеси: aбразивный порошок зернистостью 200—3 кг; масло «веретенное 3» — 3,5 кг;

Марка автомобиля: ЗИМ (гипоидная пара)

Рецепт притирочной смеси: aбразивный порошок (карборунд) зернистостью 320 58%; солидол 30%; олеиновая кислота 2%; стеарин 10%;

Марка автомобиля: ЗИЛ-110

Рецепт притирочной смеси: aбразивная паста № 16;

Марка автомобиля: «Москвич»

Рецепт притирочной смеси: веретенное масло 3—4 кг; абразивный порошок зернистостью 150—3 кг.

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.