НАРЕЗАНИЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Ознакомление с изготовлением зубчатых колес путем фрезерования.

2. ЗАДАНИЕ НА ЛАБОРАТОРНУЮ РАБОТУ

2.1. Ознакомиться с сущностью процесса изготовления зубчатых колес методом фрезерования и с основными методами формообразования зубчатых колес путем фрезерования.

2.2. Ознакомиться с типами фрез, применяемых при обработке зубчатых колес.

2.3. Определить время, затрачиваемое на изготовление одного зубчатого колеса.

2.4. Проанализировать полученные данные.

2.5. Оформить отчет.

3. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

При изготовлении зубчатых колес методом фрезерования на зубофрезерных станках могут использоваться модульные дисковые фрезы (рис.1, а), модульные пальцевые фрезы (рис.1, б) и червячные фрезы (рис.1, в).

В процессе фрезерования фреза осуществляет вращательное движение, а обрабатываемая деталь поступательное.

При нарезании цилиндрических зубчатых колес оси фрезы, имеющей наружный диаметр D, и совершающей n оборотов в минуту, и обрабатываемого зубчатого колеса с наружным диаметром D_к, располагаются взаимно перпендикулярно на расстоянии Н друг от друга

Н = (D + D_к)/2 - h , мм,

где h – глубина впадины зуба.

В начале процесса обработки торцевая поверхность зубчатого колеса находится на расстоянии ℓ₁ от оси фрезы,

ℓ₁ =

где δ = 1 ÷ 2 мм.

После завершения протачивания впадины другая торцевая поверхности зубчатого колеса оказывается на расстоянии ℓ₂ =  2 ÷ 4 мм  от оси фрезы. 

Рис.1. Процесс нарезания цилиндрических зубчатых колес модульной дисковой фрезой

В результате одного прохода при протачивании впадины торцевая поверхность зубчатого колеса (или ось фрезы) перемещается на расстояние L:

L = ℓ + ℓ1 + ℓ2.

При повороте фрезы на один зуб она углубляется в направлении канавки зубчатого колеса и увеличивает её длину на S_z (мм/зуб), то есть на толщину слоя металла, снимаемого с заготовке при повороте фрезы на один зуб.

Умножив S_z  на число зубьев фрезы z, можно вычислить подачу фрезы на один её оборот

S_о = S_z ^. z , мм/об,

а также минутную подачу фрезы

S_м = S_о ^. n = S_z ^. n ^. z , мм/мин,

где n –  число оборотов фрезы в минуту.

Скорость резания при фрезеровании (то есть скорость движения вершин зубьев фрезы) определяется по формуле: 

V =    , м/мин.  

Время Т_о, затрачиваемое на изготовление зубьев одного колеса, вычисляется по формуле:

Т_о = L ^. _д + τ × z_д , мин,

где S_х , мм/мин, подача возврата фрезы (т. е, холостого хода), τ – время, затрачиваемое на поворот зубчатого колеса на один зуб.

При проектировании зубчатого колеса работающей с ним в комплекте шестеренки пользуются понятием модуля зубчатого зацепления m и диаметра делительной окружности зубчатого колеса d_z, а также диаметра делительной окружности шестеренки d_ш :

d_ш = m × z_ш;  d_z =  m × z_д ; 

где z_ш -  число зубьев шестеренки; z_д -  число зубьев зубчатого колеса.

Наружный диаметр шестеренки D_ш и наружный диаметр зубчатого колеса D_к равны:

D_ш = d_ш + 2 m;                D_к = d_z + 2 m;

Диаметр окружности, проходящей по впадинам шестеренки:

d_шf = d_ш – 2,5 m;

диаметр окружности, проходящей по впадинам зубчатого колеса

d_кf = d_z – 2,5 m.

Высота зуба h:

h = (D_к - d_кf)/2.

Делительная окружность делит высоту зуба h на две части: на высоту головки зуба h_а на высоту ножки зуба h_f :

h_а = m ,       h_f  = 1,25 m , h = 2,25 m.

Радиальный зазор с между вершиной и впадиной сопряженных зубьев шестеренки и зубчатого колеса составляет:

с = 0,25 m .

4. СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

Отчет студента по лабораторной работе должен содержать:

4.1. Цель и название работы.

4.2. Расчетные формулы и результаты расчетов в виде графиков и таблиц.

4.3 Обсуждение результатов.

5. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

5.1. Какие процессы происходят при фрезеровании.

5.2. Чем в основном определяется время, затрачиваемое на изготовление зубьев зубчатого колеса.

5.3. Какой смысл имеет понятие модуля зубчатого зацепления m.

Лабораторная работа 2–2

(Программа TP_Lab_2_16)