Технологические способы нарезания зубьев.

Для чистового нарезания зубьев конических колес применяют следующие основные спо­собы. При двойном двустороннем способе обе стороны зубьев шестерни и колеса обрабаты­вают одновременно из целой заготовки. Необ­ходимы только две резцовые головки: одна для нарезания зубьев шестерни, другая — для нарезания зубьев колеса. Конические колеса с модулем до 2,5 мм обрабатывают методом обкатки, а с модулем свыше 2,5 мм — комби­нированным методом. Для устранения диаго­нального расположения пятна контакта на зубьях зуборезный станок 5П23А снабжен ме­ханизмом винтового движения. Под винтовым движением понимают относительное движение в процессе резания между резцовой головкой и заготовкой в направлении ее оси. Этим спо­собом может быть достигнута точность 7 — 9-й степени.

При двустороннем способе обе стороны зубьев (выпуклую и вогнутую) нарезают одно­временно двусторонней резцовой головкой. Ширина дна впадины зубьев постоянная; она определяется шириной развода резцов голов­ки. Этот способ широко применяют для наре­зания зубьев колеса с точностью 6 —8-й сте­пени в массовом и серийном производстве.

При одностороннем (поворотном) способе каждую сторону зубьев нарезают в отдельно­сти двусторонней резцовой головкой. Ширина развода резцов меньше ширины дна впадины. После обработки одной стороны у всех зубьев заготовку поворачивают вокруг оси для наре­зания противоположных сторон зубьев. Для нарезания каждой стороны зуба применяют различные наладки станка. Производитель­ность станка при этом способе невысокая (до­стигается точность 8 — 9-й степени). Его приме­няют для нарезания зубьев шестерни и колеса в мелкосерийном производстве, а также для колес с большой шириной зубчатого венца с целью устранения одновременного участия в резании наружных и внутренних резцов.

При способе постоянных установок обе стороны зубьев нарезают в отдельности одно­сторонними резцовыми головками. Для наре­зания вогнутой стороны зубьев применяют резцовые головки с наружными резцами, для нарезания выпуклой стороны — головки с вну­тренними резцами. Этот способ получил рас­пространение в основном для нарезания зубь­ев шестерен с точностью 6 —8-й степени. В массовом и крупносерийном производстве для обработки каждой стороны зуба приме­няют отдельный станок; в серийном производ­стве нарезание производят на одном станке с переналадкой.

При нарезании конических колес с кру­говыми зубьями методами обкатки, врезания и комбинированным скорость резания (м/мин)

_ лЯр.г"

где Dp., — номинальный диаметр резцовой го­ловки, мм; п — частота вращения резцовой го­ловки, об/мин.

При обработке методом копирования ско­рость резания

7Г/)р _г • 60 60

_v —---- й-----; _П =----,

1000f_z t_z

где t_z — подача (время обработки одного зуба), с/зуб.

Основное время (мин) при нарезании кони­ческих колес с круговыми зубьями

где z — число зубьев обрабатываемого колеса.

Для раздельного чернового и чистового на­резания зубьев конических и гипоидных колес в табл. 34, 35 приведены подачи на обработку одного зуба, которые включают время на ре­зание, холостые ходы и деление заготовки на зуб. Рекомендации по режимам резания для нарезания инструментом из быстрорежущей стали составлены применительно к условиям массового и крупносерийного производства. В серийном и единичном производстве подачи обычно увеличивают в зависимости от имею­щегося оборудования, режущего инструмента и требуемого качества изготовления колес.

При нарезании зубьев шестерен и колес 5 —6-й степени точности подачи, указанные в таблице, необходимо увеличить на 10—15%.

34. Подачи (с/зуб) при черновом нарезании зубьев гипоидных и конических колес

Окружной модуль, мм	Ширина зубчато­го вен­ца, мм	Метод вреза­ния	Метод обкатки
Коле­со *'	Колесо и шес­терня	Шес­терня	Гипо­идная шес­терня
при передаточном числе пары
св. 2:1	от 1: 1 до 2: 1	3: 1 и выше
3,0
3,5
4,0
5,0
6,0
7,0
8,0
9,0
10,0

*< При нарезании зубьев на специальных зу­борезных станках 5С272 и 5281 табличные значения подач следует уменьшить, умножив их на коэф­фициент 0,75.

 

Примечание. Приведенные в таблице по­дачи рекомендуются для обработки заготовок из легированных сталей, имеющих твердость НВ 156 — 207 и предел прочности при растяжении ст_в = 549 -н 686 МПа, со скоростью резания v = 38-^-43 м/мин. При обработке заготовок из легированных сталей с твердостью НВ 207-269 и a_B = 755-f853 МПа значение подач необходимо умножить на коэффи­циент 1,25, а скорость резания принять в пре­делах и = 29 -7-35 м/мин.

Отделка баз. У конических колес-валов с круговыми зубьями после термической обра­ботки, зачистки центров и правки вала от цен­тровых гнезд одновременно шлифуют базы- шейки и торец. Чтобы не вызывать во время сборки изменения формы и расположения пят­на контакта на зубьях, при шлифовании с опорного торца снимают минимальный при­пуск 0,05 — 0,1 мм, а в отдельных случаях то­рец вообще не шлифуют. У конических колес- дисков с круговыми зубьями обычно шли­фуют только отверстие; торец подвергают шлифованию в том случае, когда шлифуют зубья. При шлифовании конических колес-ди­сков в единичном и мелкосерийном производ­стве их устанавливают по наружному диаме-

35. Подачи (с/зуб) при чистовом нарезании зубьев гипоидных и конических колес Окружность мо­дуль, мм Ширина зубчатого венца, мм Колесо*2 (метод копирования) Метод обкатки Колесо (дву­сторонний или односто­ронний способ) Шестерня при передаточном числе пары Гипоидная шестерня (способ постоянных установок) от 1:1 до 2: 1 3: 1 и выше от 1: 1 до 2: 1 3: 1 и выше Односторонний способ Способ постоянных установок 3,0                 3,5                 4,0                 5,0                 6,0 41*1               7,0 45*1               8,0 50*1               9,0 54*1               10,0 57*1               *' Когда ширина зубчатого венца обкатных колес превышает 38 мм, следует применять дву­сторонний способ с использованием резцовых головок, у которых в резании всегда находится только один резец, или односторонний способ. *2 Нарезание зубьев колеса методом копирования производят со скоростями t? = 5-H0 м/мин.

 

Примечание. Приведенные в таблице подачи рекомендуют для обработки заготовок из леги­рованных сталей, имеющих твердость НВ 156 — 207 и ст_в = 549 ч- 686 МПа, со скоростью резания v = 46 ч- 55 м/мин. При обработке заготовок из легированных сталей с НВ 207 — 269 и а_в = = 755-ь853 МПа значение подач необходимо умножить на коэффициент 1,16, а скорость резания установить в пределах v = 35 -н44 м/мин.

тру в трехкулачковом патроне с выверкой по индикатору от отверстия и базового торца с точностью 0,01 — 0,03 мм. В массовом и крупносерийном производстве для этой цели широко применяют мембранные патроны с базированием от боковых поверхностей зубьев. Радиальное биение установочных паль­цев в приспособлении и точность их углового расположения между собой не должны превы­шать 0,01 мм. У прямозубых конических колес после закаливания, как правило, шлифуют все поверхности, являющиеся сборочными базами (отверстие, торец, шейку ступицы, сферу и др.). На рис. 213, а приведен пример шлифования шейки ступицы и базового торца за один уста- нов прямозубого конического колеса 2 со сту­пицей. Колесо в приспособлении базируют по зубьям на пяти — семи шариковых пальцах 1 с твердостью HRC 65 — 68, изготовленных из твердого сплава или напыленных карбидом вольфрама.

Колесо

Рис. 213. Схемы отделки конических зубчатых колес: а — шлифование баз; б — притирка зубьев; в — подбор в пары

Подбор в пары выполняют после термиче­ской обработки и шлифования баз на кон­трольно-обкатных станках 5Б720 (d_e = 125 мм), 5В722 (d_e = 200 мм), 5А725 (d_e = 500 мм), 5Б725 (d_e = 800 мм), 5А727 (d_e = 1600 мм) при уста­новке шестерни и колеса на теоретически ба-

зовых расстояниях. Первоначально для выяв­ления забоин на зубьях сопряженную пару вращают с небольшой частотой вращения (п = 400 -г 600 об/мин) и под легкой нагрузкой. После удаления забоин увеличивают частоту вращения ведущего шпинделя контрольно-об­катного станка (п = 1200 -г- 2000 об/мин) и кон­тролируют пятно контакта, плавность хода, а при останове станка — боковой зазор между зубьями. Если подбор в пары производят для последующей операции притирки зубьев, то их обычно разбивают на группы с расположе­нием пятна контакта, например, на внешнем конце, в центре и внутреннем конце зуба. С целью повышения качества и эффективности притирки в условиях массового производства для каждой группы деталей проводят спе­циальную наладку притирочных станков. У конических колес, зубья которых после тер­мической обработки не подвергают притирке и шлифованию; операцию подбора в пары проводят особенно тщательно, заменяя ше­стерню или колесо до получения требуемого качества зацепления, с последующей марки­ровкой подобранной пары для сборки.

Притирку зубьев применяют для уменьше­ния параметра шероховатости поверхностей зубьев и незначительного исправления формы и расположения пятна контакта с целью полу­чения плавной и бесшумной работы кониче­ских передач. Притирку выполняют на зубо- притирочных станках 5П720 (d_e = 125 мм), 5П722 (d_e = 320 мм), 5725Е (d_e = 500 мм), 5724 (d_e = 800 мм) при совместном вращении сопря­гаемых шестерни и колеса под легкой тормоз­ной нагрузкой с одновременной подачей абра­зивной жидкости в зону зацепления. Для обеспечения притирки всей рабочей поверхно­сти зубьев взаимное расположение шестерни и колеса во время притирки автоматически из­меняется. Абразивная жидкость, применяемая на зубопритирочных станках, состоит из абразива и масла. Наиболее эффективным абразивом для закаленных зубчатых передач является карбид кремния, твердые и хрупкие зерна 3 (рис. 213,6) которого имеют острые ре­жущие кромки. Во время притирки абра­зивные зерна вместе с маслом 2 подаются в зону зацепления и острыми гранями сни­мают металл с поверхности зубьев шестерни 1 и колеса 4 при взаимном их перемещении 5 и 7 относительно друг друга. Для повыше­ния режущих свойств абразива создается да­вление (см. стрелки 6 и 8) между зубьями ко­лес 1 и 4 с помощью тормозного момента. Размер абразивных зерен существенно влияет на притирку. Конические передачи с модулем 2,5 — 4,5 мм притирают абразивом с зерни­стостью 3, передачи легковых автомобилей — зернистостью 3 — 4, передачи грузовых автомо­билей и тракторов — зернистостью 5 — 6. Мас­ло, входящее в абразивную смесь, должно поддерживать абразивные зерна во взвешен­ном состоянии, свободно протекать через на­сосную систему станка и легко смываться с зубьев водным раствором. Этим требова­ниям отвечает масло СЭЛ-1. В качестве перво­начального состава абразивной жидкости можно принять 2,7 кг абразива и 3,8 л масла.

На притирку зубьев припуск практически не оставляют. Если после зубонарезания на поверхности зубьев нет глубоких рисок, то притиркой может быть достигнут параметр шероховатости Ra = 1 т2 мкм. Время притир­ки зависит от многих факторов: абразивной жидкости, тормозного момента, геометриче­ских параметров зубчатой пары, твердости по­верхности зубьев и др. Ориентировочное вре­мя притирки конических передач с круговыми зубьями 2 — 5 мин, гипоидных передач лег­ковых автомобилей 4 — 6 мин, гипоидных пере­дач тяжелых грузовиков 8-12 мин.

Приемочный контроль. После подбора в па­ру или притирки окончательно изготовленные конические зубчатые передачи подвергают сплошному контролю в специальных шумо- изолированных комнатах на контрольно-об­катных станках. У конических зубчатых пере­дач контролируют форму и расположение пятна контакта, уровень звукового давления и боковой зазор. Для выявления формы и рас­положения пятна контакта боковые поверхно­сти зубьев пары покрывают тонким слоем маркировочной краски (обычно сурик с мас­лом). Затем зубчатую пару на контрольно-об­катном станке обкатывают в обоих направле­ниях под определенной нагрузкой до выявле­ния отпечатка пятна контакта. Форму и расположение пятна контакта определяют визуально на зубьях колеса. Обычно для тяже­ло нагруженных передач рекомендуемая длина пятна контакта приблизительно равна полови­не длины зуба. У малонагруженных передач пятно контакта составляет 3/4 длины зуба. Пятно контакта должно быть смещено к вну­треннему концу зуба, так как при повышении нагрузки в редукторе оно удлиняется и пере­мещается в направлении к внешнему- концу; однако при полной нагрузке пятно контакта не должно выходить на кромки зубьев. Уро­вень звукового давления — один из основных показателей качества конических зубчатых
36. Конструктивные и технологические меро­приятия снижения уровня звукового давления цилиндрических зубчатых передач (предельная окружная скорость v = 8 м/с)

Мероприятия

Замена прямозубых передач ко- созубыми

Применение модификации по профилю и направлению зуба Отмена термической обработки зубчатых передач Повышение степени точности изготовления зубчатых колес: от 8 до 6 от 5 до 3 Шевингование

Подбор зубчатых колес в пары

Притирка

Зубохонингование

Зубошлифование

передач, работающих при высоких окружных скоростях. Уровень звукового давления зуб­чатых передач в процессе их изготовления опе­ратор контролирует на слух путем сравнения с отобранным эталоном, а также шумоизме- ряющими приборами. Боковой зазор, характе­ризующий вращательное движение одного ко­леса при неподвижном другом, у конических передач измеряют на внешнем делительном диаметре ведомого колеса, в большинстве слу­чаев в плоскости, перпендикулярной к линии зуба.

При проверке зубчатых передач на кон­трольно-обкатном станке могут быть выяв­лены повышенное биение зубчатого венца и погрешность окружных шагов. Повышенное биение проявляется постепенным изменением положения пятна контакта по длине зуба за оборот шестерни или колеса и периодическим изменением уровня звукового давления. По­грешность окружных шагов характеризуется наличием стуков в процессе обкатки, а также очень резким или слабым отпечатком пятна контакта на одном или нескольких зубьях.

Снижение уровня зву­кового давления, дБ

4-8 2-5 8-10

6-8 4- 6 5- 10 2-4 2-4 2-4 4-6

Конические зубчатые передачи, прошедшие приемочный контроль и признанные годными, должны быть заклеймлены. У шестерни и ко­леса электрографом на торцах маркируют по­рядковый номер комплекта (113) и боковой за­зор (Б. 3. 0,25) между зубьями, отмеченными знаком «X» (рис. 213, в). Если конструкция ре­дуктора позволяет во время сборки регулиро­вать осевое положение шестерни, то при кон­троле пары в определенных пределах изме­няют базовое расстояние шестерни для полу­чения наилучшего расположения пятна контак­та по высоте профиля зуба и уровню звуково­го давления. Полученное фактическое базовое расстояние (Б. Р. 128,1) или его отклонение от номинального значения маркируют на торце шестерни.

Шум — один из основных показателей каче­ства изготовления зубчатых колес, работаю­щих при высоких окружных скоростях. Напри­мер, шум ведущих мостов, коробок передач легковых автомобилей является основным 37. Средний уровень звукового давления ко­нических и гипоидных передач (предельная ок­ружная скорость v — 6 м/с)

Передачи	Уровень звукового давления, дБ, после
наре­зания	шли­фова­ния	при­тирки
Конические (грузовые ав­		__
томобили)
Гипоидные (легковые ав­
томобили высшего класса)
Гипоидные (малолитраж­		—
ные автомобили)

 

38. Конструктивные и технологические меро­приятия снижения уровня звукового давления конических и гипоидных передач с криволи­нейными зубьями (предельная окружная ско­рость v = 6 м/с)

Снижение

Мероприятия

10-12 6-8 2-4 2-4

3-5 10-12 3- 5 4- 6