Анализ способов изготовления зубчатых колес

Объект исследования: способы изготовления колес зубчатых.

Результаты, полученные лично автором: проанализированы достоинства и недостатки различных способов изготовления зубчатых колес.

Профиль зубьев зубчатого колеса представляет собой часть эвольвенты. Эвольвента – это траектория движения точки, принадлежащей прямой, перекатывающейся без скольжения по окружности.

Для получения эвольвентного профиля используют специальный режущий инструмент.

Метод копирования.Способ нарезания копированием заключается в прорезании впадин между зубьями профильными инструментами. Примерами таких инструментов могут служить развертки, метчики, плашки, профильные и другие зуборезные инструменты. Метод копирования прост, не требует сложного и дорогого оборудования, но имеет ряд недостатков. Кроме низкой производительности, при нарезании зубьев методом копирования недостатком является низкая точность нарезаемых зубчатых колес.

Метод огибания. Обката или огибание может производиться с помощью инструментальной рейки на зубострогальном станке; долбяком на зубодолбёжном станке или червячной фрезой на зубофрезерном станке. Этот метод высокопроизводителен и применяется в массовом и крупносерийном производстве.

Фрезерование зубьев дисковой фрезой.Метод нарезания зубьев дисковыми фрезами применяют при изготовлении запасных частей в ремонтном деле или при изготовлении небольших партий зубчатых колес. Зубофрезерование дисковыми модульными фрезами осуществляют методом врезания с единым делением. Этот метод применяют в основном для чернового нарезания зубьев в условиях серийного производства.

Фрезерование конических колес с круговым зубом. Коническое зубчатое колесо — зубчатое колесо, зубья которого нарезаны на усеченном конусе. Вершины конусов пары конического зубчатого колеса должны совпадать с точкой пересечения их осей. Конические зубчатые колеса применяются для передачи вращения между валами, оси которых пересекаются. Предварительная черновая обработка дисковыми фрезами применяется для крупногабаритных конических колес, и позволяет повысить производительность, обеспечить целесообразное использование специальных зуборезных станков только для чистового нарезания колес.

Фрезерование зубчатых колес пальцевой фрезой. Пальцевые фрезы применяются в основном для нарезания крупномодульных зубчатых колес с шевронными, косыми и прямыми зубьями. Например, для нарезания крупных вал-шестерней с модулем от 40 мм и более применяются три пальцевые фрезы: прорезная, черновая и чистовая. Нарезание пальцевой фрезой применяют в единичном производстве обычных и шевронных зубчатых колес модулем свыше 20 мм.

Протягивание зубчатых колес.Протяжки – многолезвийный режущий инструмент, работающий с одним главным движением – поступательным (реже вращательным).

Схемы протягивания: Профильная – форма каждого реза повторяет форму необходимой поверхности. Профильная схема резания характеризуется тем, что форма сечения среза каждым зубом повторяет профиль обработанной поверхности, при этом окончательные размеры и форма профиля воспроизводятся главной режущей кромкой последнего (протягивание) или каждого (фрезерование) режущего зуба. Генераторная (последовательная) – профиль получается при суммировании резов. Характерной особенностью генераторной схемы резания является простая форма сечения среза, отличающаяся от профиля обработанной поверхности, которая образуется постепенно вспомогательными режущими кромками каждого зуба инструмента.

Выбор схемы резания зависит от формы и размеров протянутых деталей. От соответствующего выбора схемы резания зависит длина протяжки, производительность и экономичность протягивания.

Нарезание зубчатых колес резцовой головкой.В основе нарезания резцовыми головками по методу обкатки конических колес с круговыми зубьями лежит качение заготовки по воображаемому плоскому производящему колесу. Резцовая головка, закрепленная на люльке станка, вращается вокруг своей оси. По достижении требуемой глубины нарезанной впадины головка отводится от заготовки и происходит деление на следующий зуб.

Нарезание зубчатых колес червячной фрезой.Нарезание червячной фрезой производят на зубофрезерных станках. Червячная фреза представляет собой червяк с профилем зуборезной (основной) рейки, превращенной в режущий инструмент в результате прорезания в нем продольных спиральных канавок. Червячные фрезы делают однозаходными и многозаходными. Нарезание зубьев червячной фрезой широко распространено как для предварительного, так и для окончательного нарезания прямых и спиральных наружных зубьев цилиндрических зубчатых колес в серийном и массовом производстве.

Материал поступил в редколлегию 23.03.2017

УДК 744

Д.В. Рыбальский

Научный руководитель: доцент кафедры «Начертательная геометрия и графика», В.Ф. Цыпленков

danay-32@mail.ru