Початковий (вихідний) контур зубчастих коліс

Для забезпечення зачеплення евольвентних зубчастих коліс, що виготовляються у різних умовах, необхідно, щоб будь-яке колесо відповідало вимогам стандарту, що встановлює основні параметри зачеплення. Стандарт на параметри зубчастої рейки встановлений на основі властивості спряженості прямолінійного профілю рейки з евольвентою кола.

При безмежно великому діаметрі основного кола зубчасте колесо перетворюється у зубчасту рейку (всі кола перетворюються у паралельні прямі), а евольвентний профіль зубця – у прямолінійний (надзвичайно зручний для виготовлення та контролю розмірів). Можливість зачеплення евольвентного зубчастого колеса із зубчастою рейкою має важливе практичне значення, що дозволяє виготовляти зуборізний інструмент у вигляді рейки із зубцями прямолінійного профілю (який можна виготовити порівняно дешево та достатньо точно).

В основу рейкового інструменту в нашій країні покладено стандартний початковий (вихідний) продукуючий рейковий контур (рис. 9.9)

Профілювання зубців евольвентного профілю та інструменту для їх нарізування здійснюється відповідно до початкового контуру.

Рейковий контур, покладений в основу стандарту, тобто, прийнятий в якості базового для визначення теоретичних форм і розмірів зубчастих коліс, називається теоретичним початковим (вихідним) контуром, або початковим контуром.

Параметри початкового контуру стандартизовані, оскільки він визначає геометрію зуборізного інструменту і зубчастих коліс.

На рис. 9.9 зображено початковий контур для циліндричних евольвентних коліс за ГОСТ 13755-81. Це прямобічний рейковий контур. Профіль зубців є прямолінійним на однаковій довжині по обидва боки від середньої лінії с-с, на якій товщина зубця та ширина западини рівні між собою. Середня лінія рейки називається ділильною прямою. Зазначимо, профіль зуба ріжучого інструменту відрізняється від початкового профілю тим, що висота головки збільшена на величину радіального зазору (штрихова лінія).

Стандартом встановлені наступні параметри та коефіцієнти початкового контуру: кут профілю a=20^°; коефіцієнт висоти головки зуба h_a^*=1,0; коефіцієнт радіального зазору с^*=0,25; коефіцієнт радіуса кривини перехідної кривої r^*_f=0,38. Абсолютні розміри зуба вихідного контуру отримують множенням перелічених коефіцієнтів на модуль.

Згідно з названими параметрами початкового контуру, розміри зубців нормального евольвентного зачеплення визначають за формулами:

висота головки зубців h_a= h × m;

висота ніжки зубців h_f  = h × m = (h + c )m;

висота зубців h = h_f + h_a= ( 2h + c )m;

радіус кривини перехідної кривої r_f =r^*_f × m;

радіальний зазор c = c × m.

Рис. 9.9

Вихідний контур відрізняється від контуру робочої рейки збільшеною на  висотою головки зуба, необхідної для утворення більшої глибини западини, що забезпечує радіальний зазор у зачепленні.

Діаметр вершини зубців та діаметр западин зубчастого колеса можна визначити за виразами:

d_a = d + 2h_a = mz + 2h ×m;

d_f = d - 2h_f = mz - 2h m = mz - 2(h +c )×m.

Зазначимо, для спеціальних цілей деколи застосовують початкові контури з деякими іншими параметрами. Ці контури не стандартизовані.