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

           

Общие сведения о станке

Станок предназначен для нарезания конических зубчатых колес с прямыми и тангенциальными зубьями.

Технологические возможности станка характеризуются следующими данными:

Наибольший модуль нарезаемых зубчатых колес — m=25 мм

Наибольшее передаточное отношение — i=10:1

Длина образующей делительного конуса в мм:

наибольшая — 750

наименьшая — 225

Угол конуса впадин нарезаемого зубчатого колеса:

наибольший — 84°17’

наименьший — 5°43’

Наибольшая длина нарезаемого зуба — 235 мм

Число зубьев:

наименьшее при i=1:1 — 23

наименьшее при i=10:1 — 12

Наибольшее — 180

Наибольший угол наклона зуба (Угол наклона в некоторых случаях может быть >30°.) — 30°

Наибольший диаметр заготовки обрабатываемого зубчатого колеса зависит от угла его конуса впадин и определяется следующим образом:

de=1500 sin φi+2h cos φ (3.54)

Станок работает строганием одним резцом методом обкатки с непрерывным делением. Принцип работы станка иллюстрирует фиг. 95.

(фиг. 95) Схема обработки конического зубчатого колеса на станке 5284

Кривошипно-шатунный механизм, смонтированный в люльке станка, сообщает резцу возвратно-поступательное движение по траектории a0b0, направление которой устанавливается в зависимости от заданного угла спирали β в средней точке зуба. Заготовка связана кинематической цепью с валом кривошипа и вращается с ним согласованно и непрерывно так, что одному обороту вала кривошипа соответствует поворот заготовки на один зуб. Вследствие этого резец при каждом рабочем ходе попадает в соседнюю впадину, обходит в процессе нарезания все впадины последовательно, снимая в каждой из них по стружке. Во время обратного хода резец отводится от заготовки.

Получающуюся на начальном конусе заготовки линию зуба можно установить, рассматривая взаимодействие резца с разверткой этого конуса на плоскость, перпендикулярную к оси вращения люльки (плоскость чертежа фиг. 95). Одному двойному ходу резца соответствует поворот развертки на 1/zc оборота (zc=z/sin φ). В результате сочетания неравномерного движения резца вдоль прямолинейной траектории с равномерным вращением развертки на ней будет очерчена линия а1b1, которая может быть линией зуба производящего колеса; она относится к синусоидальным кривым и имеет переменную кривизну с точкой перегиба в середине.

В станках для нарезания конических зубчатых колес с линией зуба по эписиноиде (выпускавшихся фирмой Эрликон) использовался участок этой кривой от ее средней до крайней точки на большом радиусе. При этом линия зуба получалась с кривизной одного знака, но отсутствовала возможность регулирования этой кривизны в целях создания разницы в ее величине на выпуклой и вогнутой сторонах зуба для получения локализованного контакта. К тому же вследствие движения вдоль обрабатываемой поверхности переменной кривизны резко менялись кинематические углы резцов, что создавало неблагоприятные условия их работы.

В станке 5284 в качестве используемого участка принята средняя часть кривой, причем точка перегиба совмещается со средней точкой обрабатываемого зуба. Кроме того, эта кривая подвергается специальной корректировке, для чего люльке сообщается дополнительное качательное движение от эксцентрика, сообщающего червяку люльки осевое перемещение. За один двойной ход резца эксцентрик делает два оборота, вызывая соответственно два качания люльки. В результате наложения этих качаний на основное относительное движение между резцом и вращающейся разверткой получается линия зуба аb, мало отличающаяся от прямой и имеющая по всей своей длине кривизну одного знака. Различие в кривизне соприкасающихся поверхностей зубьев шестерни и колеса (для локализации пятна касания) обеспечивается изменением регулируемой величины эксцентриситета эксцентрика.

Обработка зубчатых колес на станке обычно производится в несколько проходов — два-четыре черновых, в процессе которых выбирается основная масса металла из впадин зубьев, и один-два чистовых, для профилирования каждой стороны зуба, (см. примерную схему обработки, фиг. 96).

(фиг. 96) Последовательность обработки различными резцами при нарезании колес крупного модуля на станке 5284

Черновое нарезание производится без обкатки — подачей врезания, которая осуществляется перемещением заготовки с делительной бабкой и плитой по круговым направляющим основания. В результате чернового нарезания профиль впадины будет соответствовать профилю чернового резца.

Чистовое нарезание осуществляется резцами прямолинейного профиля методом обкатки. Для этого люльке станка сообщается медленное вращение — круговая подача, а заготовке — дополнительное вращение через дифференциал станка, согласованное с вращением люльки как движение обкатки.

Общий вид станка показан на фиг. 97.

(фиг. 97) Внешний вид станка 5284: 1 — станина; 2 — корпус люльки; 3 — люлька с суппортом; 4 — промежуточная плита делительной бабки; 5 — нижняя плита делительной бабки; 6 — средняя плита делительной бабки; 7 — поворотный корпус делительной бабки; 8 — маховичок установки эксцентрика; 9 — кнопка стопорения маховичка 8; 10 — окно для доступа к муфте синхронизации; 11 — маховичок ручного поворота механизмов станка; 12 — валик ручного поворота люльки; 13 — фрикционная муфта подачи врезания; 14 — храповой механизм подачи врезания; 15 — валик угловой установки делительной бабки; 16 — валик продольной установки делительной бабки; 17 — валик поворота шпинделя на 180°; 18 — шкала и нониус для отсчета продольной установки делительной бабки; 19 — рукоятка включения главного рубильника; 20 — кнопки включения главного двигателя, насоса и освещения; 21 — сигнальные лампы; 22 — кран включения охлаждения; Г1 — гитара скоростей; Г2 — гитара подач; Г3 — гитара обкатки; Г4 — гитара деления (на задней стороне станка); Р1 — рукоятка трензеля заготовки; Р2 — рукоятка трензеля обкатки; Р3 — рукоятка трензеля подачи; Р4 — рукоятка включения медленного или быстрого вращения люльки; Р5 — рукоятка трензеля ускоренного хода; Р6 — рукоятка включения медленного или быстрого движения люльки (подачи врезания); Р7 — рукоятка включения подачи врезания

На станине 1, в левой ее части, закреплен корпус 2, в котором на роликовых направляющих может поворачиваться люлька 3. В люльке смонтированы механизмы возвратно-поступательного движения резца и установки нужного направления его траектории. На правой части станины имеются круговые направляющие, по которым может перемещаться промежуточная плита 4 делительной бабки, служащая для осуществления подачи врезания. Перемещение этой плиты вместе с делительной бабкой по круговым направляющим станины осуществляется от червяка, сцепляющегося с червячным сектором, закрепленным сбоку плиты. На верхней части плиты имеются круговые направляющие, на которых делительная бабка устанавливается под нужным углом к плоскости, перпендикулярной к оси вращения люльки станка. Делительная бабка состоит из трех частей: нижней поворотной плиты 5, перемещающейся для установки на угол внутреннего конуса нарезаемого зубчатого колеса; средней плиты 6, могущей перестанавливаться в продольном направлении по прямолинейным направляющим нижней плиты, и поворотного корпуса 7, в котором расположен шпиндель для крепления заготовки. Шпиндель делительной бабки имеет два крепежных конца: на одном конце, заканчивающемся планшайбой, закрепляются заготовки для венцовых шестерен большого диаметра; при этом обеспечивается большая жесткость и надежность крепления; на другом конце с конусным отверстием крепятся заготовки для малых шестерен на оправках. В зависимости от типа обрабатываемой заготовки к люльке станка должен быть обращен соответствующий конец шпинделя, для чего верхняя часть делительной бабки вместе со шпинделем может поворачиваться относительно средней на 180° и закрепляться в этом положении.

Кинематическая схема станка представлена на фиг. 98.

(фиг. 98) Кинематическая схема станка 5284

Привод всех механизмов станка осуществляется от электродвигателя А-62/8; N=7 квт; 750 об/мин. Для осуществления указанных выше рабочих движений в станке имеются следующие шесть основных кинематических цепей.

1. Скоростная цепь. Возвратно-поступательное движение резцовому суппорту сообщается от пальца кривошипа, перестанавливаемого в зависимости от требуемой длины хода резца в направляющих барабана 6.

Число оборотов барабана равно числу двойных ходов резца nдв.х. Уравнение баланса скоростной цепи

nм 18/61·АI/BI·17/35·21/85=nдв.х.,

откуда передаточное отношение сменных шестерен скоростной гитары

i1=AI/BI=0,0375nдв.х. (3.55)

Прилагаемый к станку комплект из 10 пар сменных шестерен обеспечивает получение 16 скоростей, в интервале от 9,5 до 53 дв. ход/мин.

Длина хода резца назначается приблизительно равной двойной длине зуба. Вследствие этого резец в период снятия стружки движется со скоростью, близкой к максимальной. Поэтому расчет потребного числа двойных ходов производится не по средней, а по максимальной скорости строгания, равной окружности скорости пальца кривошипа:

nдв.х.=500 v/πr (3.56)

2. Делительная цепь связывает движение резца с вращением заготовки. За время двойного хода резца (один оборот барабана 6) заготовка должна повернуться на один зуб, поэтому

1 оборот барабана

85/21·35/17·24/24·iД1·25/25хiД2 25/25·25/25·25/25·25/25х28/50·А4С4/B4D4·1/140=1/z,

где передаточное отношение дифференциалов Д1 и Д2 равно 1; отсюда передаточное отношение гитары деления

i44С4/B4D4=30/z

3. Качание люльки осуществляется при помощи эксцентрика, вызывающего при своем вращении осевое перемещение червяка люльки. Эксцентрик заимствует вращение от центрального вала через коническую передачу 24—24 (фиг. 98), дифференциал Д1 и три конические передачи 24—24, 25—25 и 18—75. За один двойной ход резца эксцентрик делает два оборота, как это следует из уравнения баланса:

1 оборот барабана

85/21·35/17·24/24 iД1 24/24·25/25·18/75=nэ=2

При качании люльки, а также при ее медленном вращении для осуществления круговой подачи, коническая шестерня z=35 стремится перекатываться по шестерне z=17 центрального приводного вала. Следствием этого перекатывания явился бы дополнительный поворот кривошипного барабана, что нарушило бы необходимое соответствие между движением резца и вращением заготовки, обеспечиваемое настройкой делительной цепи станка. Для устранения этого дополнительного поворота в цепь деления введен дифференциал Д1, посредством которого при вращении люльки центральному валу сообщается дополнительный поворот, равный по величине и направлению повороту люльки, так что дополнительное относительное движение между шестернями z=17 и z=35 вследствие вращения люльки отсутствует. Действительно, при повороте люльки на угол 0л, центральный вал повернется на угол

θц.вц 22/44 iД1 24/24=θл,

так как передаточное число дифференциала Д1 отводила на центральную шестерню z=24 равно i’Д1=2. Таким образом, наличие дифференциала Д1 обеспечивает независимость работы делительной цепи станка от качания и поворота люльки.

4. Подача на врезание осуществляется посредством червяка и сектора (с полным числом зубьев z=364), прикрепленного к промежуточной плите делительной бабки. Движение подачи заимствуется от центрального вертикального вала, далее идет через трензель подачи Р3, гитару сменных шестерен Г2, коническую передачу 18—36, кривошипно-шатунный и храповый механизмы с регулированием числа зубьев, захватываемых собачкой, цилиндрическую и коническую передачи 22—44 и 18—36, червячную передачу 1:54 и червячную передачу сектора. Подача врезания задается в миллиметрах на один оборот заготовки. Уравнение для определения передаточного отношения гитары подачи и числа зубьев храповика zxp, через которое должна перескакивать собачка, получим из уравнения баланса цепи, связывающей шпиндель заготовки с сектором:

1 оборот заготовки

140/1·1/i4·50/28·25/25·25/25·25/25·25/25 iД2 25/25·24/24·25/25хi2 18/36·zхр/50·22/44·18/36·1/54·1/364 2πLe=sвр,

где Le — образующая делительного конуса нарезаемого зубчатого колеса.

Подставляя найденное выше значение i4 и iД2=1, получим выражение для zхр:

zхр=150 000 sвр/i2Lez, (3.57)

где i2 — передаточное число гитары подачи, определяемое из условия обеспечения требуемой величины круговой подачи при чистовой обработке; z — число зубьев нарезаемого зубчатого колеса.

5. Круговая подача при чистовых проходах для осуществления движения обкатки обеспечивается вращением люльки. Движение заимствуется от центрального вертикального вала через трензель Р3, гитару сменных шестерен Г2, червячные передачи 2/53 и 2/50 и червячную передачу люльки. Круговая подача задается числом резов, приходящихся на один шаг нарезаемого зубчатого колеса nрeз. Уравнение для настройки гитары круговой подачи Г2 получим, связав уравнением баланса z оборотов барабана с поворотом люльки на угол 1/zc nрез (zc — число зубьев плоского производящего колеса):

z 85/21·35/17·24/24 iД1 25/25 i2 18/36·2/53·2/50·1/200=1/zc nрез,

откуда

i2=A2C2/B2D2=31 800/zzc nрез

6. Цепь обкатки сообщает дополнительный поворот заготовке в связи с вращением люльки для обеспечения круговой подачи при чистовых проходах. Дополнительное вращение заготовке сообщается от центрального вертикального вала через трензель Р3, гитару Г2, червячную передачу 2/53, сменные шестерни обкатки Г3, трензель обкатки Р2, дифференциал Д2 (с корпуса на центральное колесо) и далее через делительную цепь станка. Формулу для постройки гитары обкатки получим, связав уравнением баланса поворот люльки на угол 1/zc с поворотом заготовки на угол 1/z:

1/zc·200/1·50/2 i3 21/28·25/25·20/75 iД2 25/25·25/25·25/25·25/25·28/50 i4 1/140=1/z

Подставив значение i4 и iД2=2, получим

i3=A3C3/B3D3=zc/240 (3.58)

Кроме указанных шести основных рабочих движений, кинематическая схема обеспечивает получение трех ускоренных установочных перемещений:

1) подвод и отвод промежуточной плиты с делительной бабкой и заготовкой;

2) поворот люльки;

3) поворот заготовки.

Во всех трех случаях движение заимствуется от центрального вертикального вала, вращающегося с числом оборотов

nц.в=nдв.х 85/21·35/17·24/24·24/24≈8,3nдв.х

От этого вала через коническую пару 24/24 при включении муфты М6 рукояткой Р6 вправо (влево она включается на рабочую подачу врезания) и при соответствующем включении муфты М5 рукояткой Р5 (в зависимости от требуемого направления движения) включается ускоренное перемещение бабки изделия. Величина перемещения на радиусе Le, приходящаяся на один двойной ход, будет равна

sб=8,3 24/24{40/4036/36}18/36·1/54·1/364 2πLe≈Le/75 мм/дв.ход

Для получения ускоренного вращения люльки муфта М4, управляемая рукояткой Р4, включается вверх. Величина перемещения на радиусе, приходящаяся на один двойной ход резца, будет равна

sл=8,3 24/24{40/4036/36}24/24·2/50·1/200 2πLe=Le/95 мм/дв.ход

Быстрое вращение заготовки может происходить одновременно с быстрым вращением люльки соответствующим включением трензеля обкатки (рукоятка Р2) при включенной гитаре обкатки.

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.