Плоскости заготовки

М. Л. Новиков предложил косозубое зацепление с неэвольвент-ными профилями зубьев. Зубья располагаются по некоторым винтовым линиям, имеющим равные углы наклона р* (рис. 22.52). На рис. 22.52 показаны две винтовые линии, лежащие на начальных цилиндрах колес 1 и 2. Дуги Раг и Ра2, на которые перекатываются цилиндры, всегда равны между собой. Вместо плоскости зацепления М. Л. Новиков ввел линию зацепления С3—С3, расположенную параллельно осям начальных цилиндров. Сопряженные профили зубьев колес 1 и 2 последовательно входят в зацепление в точках С', С", С"', ..., и, таким образом, в этом случае применяется не линейное, а точечное зацепление. При этом нормаль в точке касания пересекает в соответствующей точке, например Р", прямую Р—Р касания начальных цилиндров, и тем самым всегда сохраняется заданное передаточное отношение. Профили зубьев зубчатого зацепления Новикова вообще могут быть выполнены по различным кривым. Наиболее простыми, как показали исследования, являются профили, очерченные в торцовом сечении по окружностям.

При движении зуба в плоскости зацепления линия контакта перемещается в направлении от / к 3 (рис. 8.27, б). При этом опасным для прочности может оказаться положение /, в котором у зуба отламывается угол. Трещина усталости образуется у корня зуба в месте концентрации напряжений и затем распространяется под некоторым углом \л. Вероятность косого излома отражается на прочности зубьев по напряжениям изгиба, а концентрация нагрузки q — на прочности по контактным напряжениям.

При пространственном точечном зацеплении профили боковых поверхностей зубьев могут быть образованы различными кривыми, простейшей из которых является окружность. Смещение линии зацепления относительно линии полюсов в плоскости зацепления (рис. 217, а) необходимо для обеспечения полноты прилегания выпукло-вогнутых профилей зубьев (рис. 217, б). Кроме того, кривизна профилей по мере удаления от полюса зацепления умень-

Контактные линии наклонены к образующим цилиндров в плоскости зацепления под углом Р;, наклона зуба на основном цилиндре, где sin p<, = sin p cos а„.

а — схема упругих перемещений валов; б —- эпюра крутящих моментов и схема деформирования зуба при закручивании шестерни; в — контакт зубьев в плоскости зацепления (сверху — абсолютно жестких, снизу — податливых); г — эпюра давлений

При расчете арочных передач на сопро гивление изгибной усталости расчетный угол перекоса зубьев определяют по приближенной формуле у-- (2,3 ф^. — 0,7) X X * ифт 'YV. W Yi; ~~ суммарный угол перекос;,' осей зубчатых колес в плоскости зацепления. Влияние дуговой формы линии зуба на увеличение по сравнению с прямым зубом изгибной прочности учитывают по аналогии с косозубыми передачами эмпирическим коэффициентом.

Косозубые зубчатые колеса. Для передач между парал-лелльными осями применяются также колеса с косыми зубьями. Зубья таких колес выполняют по винтовой линии, как показано на рис. 18.7, а, с углом наклона на делительном цилиндре J3. В этом случае зубья одновременно соприкасаются не по всей длине, а линия их соприкосновения Р1 — Р2 перемещается по поверхности зуба и лежит в плоскости зацепления /7, касательной к основному цилиндру. Чем больше угол (3 наклона зубьев, тем дольше пара зубьев будет находиться в зацеплении. Угол Р = 8...18'' для обоих колес зубчатой пары должен быть одинаковым.

Если линию М,М (см. рис. 10.3, а), образующую эвольвентную поверхность, расположить под углом Р6 по отношению к линии ВВ касания производящей плоскости Q с основным цилиндром, то при ее обкатывании получим винтовую эвольвентную поверхность. Часть ее 2 (см. рис. 10.3, в), ограниченную цилиндрической поверхностью вершин 5, используют в качестве рабочей поверхности зуба косозубого колеса. Постоянство передаточного отношения пары косозубых колес обеспечивается благодаря их сопряженности в любом торцовом сечении. Так как боковые поверхности сопрягаемых эвольвентных зубьев (рис. 10.5) образуются одной и той же прямой при обкатывании ее по двум основным цилиндрам радиусов гь\ и ли, то их линия контакта К'К' тоже является прямой линией. На плоскости зацепления В^В^В^ как и на основном цилиндре, контактная линия расположена под углом р6. На поверхностях цилиндров, соосных с основным цилиндром, углы наклона линии зуба отличаются от pft: они тем меньше, чем больше диаметр цилиндра.

цессе зацепления контактные линии К'К' и К"К" перемещаются по полю зацепления b^b^^b^, ограниченному линиями пересечения плоскости зацепления с поверхностями вершин зубьев взаимодействующих колес. Контакт очередной пары зубьев начинается в точке /(, совпадающей с точкой Ь2 на одном торце, и прежде, чем возникнет контакт профилей этих зубьев в точке, совпадающей с точкой Ь3 на противоположном торце, контактная точка К пройдет на поле зацепления путь 62/С' = bw tg f>b. Вследствие этого продолжительность зацепления данной пары зубьев характеризуется отрезком, большим расстояния 626Х на величину ЬгК', и коэффициент перекрытия будет

Процесс зацепления колес происходит в плоскости зацепления BiB1B2B2, наклоненной под углом зацепления aw, на которой располагаются контактные линии /С/С. На основании свойств зубчатых зацеплений (см. гл. 10) передаточное отношение пары конических колес будет

Так как передаточное отношение в эвольвентном сферическом зацеплении определяется отношением синусов углов при вершинах основных конусов, то оно не зависит от межосевого угла. Если изменить межосевой угол, дав ему новое значение, то изменятся углы при вершинах начальных конусов и угол зацепления а\>?. Передаточное отношение при этом остается неизменным. Это свойство эвольвентного конического зацепления позволяет снизить требование к точности изготовления стойки в зубчатых механизмах с коническими колесами. Достоинством сферического эвольвентного зацепления, кроме указанного, является постоянное положение в пространстве плоскости зацепления.

В отдельных случаях желательно получить гладкую поверхность среза, перпендикулярную к плоскости заготовки; для этого необходимо увеличить высоту блестящего пояска. Частично этого можно достичь, притупляя одну из режущих кромок (матрицы при вырубке и пуансона — при пробивке), В этом случае развивается одна трещина от острой режущей кромки, а инструмент с притупленной кромкой сглаживает поверхность среза, уменьшая высоту шероховатого пояска.

Фреза устанавливается с наклоном к плоскости заготовки. При нарезании косых зубьев с помощью долбяка специальными направляющими зубодолбежного станка ему сообщается дополнительно винтовое движение. Профильный угол инструмента а0п = 20°, стандартным является модуль в нормальном сечении тп.

Нарезание косозубых и шевронных колес, так же как и прямозубых, производится стандартным режущим инструментом. Если используется реечный инструмент, то может применяться или косо-зубая рейка, обкатывающая в процессе нарезания заготовку в плоскости вращения колеса, или прямозубая рейка, расположенная наклонно к торцовой плоскости заготовки. На рис. 9.14 представлено сечение косозубой рейки, проходящее через модульную прямую перпендикулярно торцовой плоскости. В этом сечении р — угол наклона зуба рейки. Поскольку линейная скорость заготовки на делительной окружности равна поступательной скорости рейки,

Делительные окружности в зацеплении пары колес часто совпадают с соответствующими начальными окружностями. Делительная окружность является начальной окружностью при зацеплении нарезаемого колеса с инструментальной рейкой. На торцовой плоскости заготовки она является единственной окружностью, на которой измеренные шаг и, следовательно, модуль .зубьев колеса равны шагу и стандартному модулю инструментальной рейки.

Так, например, при толщине материала заготовок свыше 4—5 мм нельзя получить поверхность среза, перпендикулярную к плоскости заготовки (фиг. 465, а), и конструктивные формы заготовки должны предусматривать

Обработка плоскости заготовки детали, изображенной на фиг. 664, а, также сопровождается резкими колебаниями сечения стружки по длине обрабатываемой поверхности, что приводит к падению стойкости инструмента. Благодаря изменению конструкции (фиг. 664, б) этот недостаток в значительной мере устраняется.

Первый тип винтовой боковой поверхности нарезки носит название архимедовой винт.овой поверхности и нарезается резцом трапециевидной формы (рис. 501, а), установленным передней гранью в центральной плоскости заготовки *. Второй тип носит название эвольвентной винтовой поверхности и может быть нарезан резцом полутрапециевидной формы (рис. 501, б), устанавливаемым передней гранью на некотором расстоянии от оси заготовки, причем с одной установки червяка нарезается лишь один из его профилей, например правый, после чего червяк перестанавливается в центрах и нарезается левый профиль при той же смещенной относительно центров установке резца (см. подробнее [14]). Нужно сказать, что при этом методе нарезания винтовая поверхность боковых граней витков получается совершенно такой же, как в цилиндрических колесах с винтовыми зубьями.

В ряде случаев новаторам производства удается усовершенствовать способ обработки фасонных поверхностей по разметке (рис. 154). На планке 2 размечается контур (например, штампа), который должен быть получен после фрезерования. Планка 2 устанавливается в вертикальном положении на плоскости заготовки 1. Размеченная сторона планки обращена в сторону фрезеровщика. На шпинделе 5 верти-кально-фрезерного станка Рис. 154. Обработка фасонных закрепляется указатель 4 в поверхностей по разметке, виде иглы, который показывает относительное перемещение заготовки / и шпинделя с фрезой 6. Правильность перемещений контролируют по разметочной риске 3, нанесенной на планку 2. Приспособление позволяет повысить производительность труда и точность обработки по разметке.

К плоскости заготовки (эскиз и, б) прикладывают мерную плитку И вращением центроискателя совмещают ось шпинделя с центром мерной плитки. Координата этого положения шпинделя минус половина ширины мерной плитки определяет искомую координату боковой поверхности заготовки

На рис. 25 и 26 приведены наиболее часто применяемые постоянные циклы. Применяют следующие циклы: сверления (G81), центрования или подрезки с выдержкой в конце цикла до 2000 мс (G82), глубокого сверления с выводом после каждого шага величиной К в исходную позицию (G83), нарезания резьбы метчиком с помощью специального компенсирующего устройства (G84), растачивания (развертывания) (G85), растачивания (G86), обработки отверстий с остановкой и ориентацией шпинделя в точках 2 и 6 (G87), специального растачивания (G89), сверления с дроблением стружки путем отвода сверла назад на 1 мм, финишной обработки отверстий (G76). Указанные циклы включают перемещения (рис. 26): 1 — 2 — позиционирование по осям X и Y, включение вращения шпинделя; 2—3 — позиционирование по оси Z; 3—4 — рабочий ход. Цикл G87 предназначен для окончательной обработки отверстий при повышенных требованиях к параметрам шероховатости поверхности (не допускается царапина от резца, получаемая при выводе инструмента). Этот цикл включает точную ориентацию шпинделя и перемещения резца в радиальном направлении (2—3), подвод к плоскости заготовки по оси Z (3—4), выход в рабочее положение по радиусу (4—5), обработку (5—6), смещение по радиусу (6-7) и отвод (7 — 8) в исходное положение.

В отдельных случаях желательно получить гладкую поверхность среза, перпендикулярную к плоскости заготовки; для этого необходимо увеличить высоту блестящего пояска. Частично этого можно достичь, притупляя одну из режущих кромок (матрицы при вырубке и пуансона -при пробивке). В этом случае развивается одна трещина от острой кромки, а инструмент с притуплённой кромкой сглаживает поверхность среза, уменьшая высоту шероховатого пояска. При этом, однако, увеличиваются контактные напряжения, действующие на боковые поверхности инструмента, что повышает его износ.