Глава XVIII

ФРЕЗЕРОВАНИЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ

    ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС

§ 54. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О ЗУБЧАТОМ ЗАЦЕПЛЕНИИ

Элементы зубчатого зацепления

    Чтобы нарезать зубчатое колесо, надо знать элементы зубчатого зацепления, т. е. число зубьев, шаг зубьев, высоту и толщину зуба, диаметр делительной окружности и наружный диаметр. Эти элементы показаны на рис. 240.

    Рассмотрим их последовательно.

    В каждом зубчатом колесе различают три окружности и, следовательно, три соответствующих им диаметра:

    во-первых, окружность выступов, которая представляет собой наружную окружность заготовки зубчатого колеса; диаметр окружности выступов, или наружный диаметр, обозначается D_е;

    во-вторых, делительную окружность, которая представляет собой условную окружность, делящую высоту каждого зуба на две неравные части — верхнюю, называемую головкой зуба, и нижнюю, называемую ножкой зуба; высота головки зуба обозначается h', высота ножки зуба — h"; диаметр делительной окружности обозначается d;

    в-третьих, окружность впадин, которая проходит по основанию впадин зуба; диаметр окружности впадин обозначается D_i.

    Расстояние между одноименными (т. е. обращенными в одну сторону, например двумя правыми или двумя левыми) боковыми поверхностями (профилями) двух смежных зубьев колеса, взятое по дуге делительной окружности, называется шагом и обозначается t. Следовательно, можно записать:

    где t — шаг в мм;

    d — диаметр делительной окружности;

    z — число зубьев.

    Модулем m называется длина, приходящаяся по диаметру делительной окружности на один зуб колеса; численно модуль равен отношению диаметра делительной окружности к числу зубьев. Следовательно, можно записать:

    Из формулы (10) следует, что шаг

t = πm = 3,14m мм.

    (9б)

    Чтобы узнать шаг зубчатого колеса, надо его модуль умножить на π.

    В практике нарезания зубчатых колес наиболее важным является модуль, так как все элементы зуба связаны с велининой модуля.

    Высота головки зуба h' равна модулю m, т. е.

h' = m.

    (11)

    Высота ножки зуба h" равна 1,2 модуля, или

h" = 1,2m.

    (12)

    Высота зуба, или глубина впадины,

h = h' + h" = m + 1,2m = 2,2m.

    (13)

    По числу зубьев z зубчатого колеса можно определить диаметр его делительной окружности.

d = z · m.

    (14)

    Наружный диаметр зубчатого колеса равен диаметру делительной окружности плюс высота двух головок зуба, т. е.

D_e = d + 2h' = zm + 2m = (z + 2)m.

    (15)

    Следовательно, для определения диаметра заготовки зубчатого колеса надо число его зубьев увеличить на два и полученное число умножить на модуль.

    В табл. 16 даны основные зависимости между элементами зубчатого зацепления для цилиндрического колеса.

Таблица 16

    Пример 13. Определить все размеры, необходимые для изготовления зубчатого колеса, имеющего z = 35 зубьев и m = 3.

    Определяем по формуле (15) наружный диаметр, или диаметр заготовки:

D_e = (z + 2)m = (35 + 2) · 3 = 37 · 3 = 111 мм.

    Определяем по формуле (13) высоту зуба, или глубину впадины:

h = 2,2m = 2,2 · 3 = 6,6 мм.

    Определяем по формуле (11) высоту головки зуба:

h' = m = 3 мм.

Зуборезные фрезы

    Для фрезерования зубчатых колес на горизонтально-фрезерных станках применяют фасонные дисковые фрезы с профилем, соответствующим впадине между зубьями колеса. Такие фрезы называют зуборезными дисковыми (модульными) фрезами (рис. 241).

    Зуборезные дисковые фрезы подбирают в зависимости от модуля и числа зубьев фрезеруемого колеса, так как форма впадины двух колес одного и того же модуля, но с разным числом зубьев неодинакова. Поэтому при нарезании зубчатых колес для каждого числа зубьев и каждого модуля следовало бы иметь свою зуборезную фрезу. В условиях производства с достаточной степенью точности можно пользоваться несколькими фрезами для каждого модуля. Для нарезания более точных зубчатых колес необходимо иметь набор из 15 зуборезных дисковых фрез, для менее точных достаточен набор из 8 зуборезных дисковых фрез (табл 17).

Таблица 17

15-штучный набор зуборезных дисковых фрез

8-штучный набор зуборезных дисковых фрез

    В целях сокращения количества размеров зуборезных фрез в Советском Союзе модули зубчатых колес стандартизованы, т. е. ограничены следующими модулями: 0,3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,75; 0,8; 1,0; 1,25; 1,5; 1,75; 2,0; 2,25; 2,50; 3,0; 3,5; 4,0; 4,5; 5,0; 5,5; 6,0; 6,5; 7,0; 8,0; 9,0; 10,0; 11; 12; 13; 14; 15; 16; 18; 20; 22; 24; 26; 28; 30; 33; 36; 39; 42; 45; 50.

    На каждой зуборезной дисковой фрезе выбиты все характеризующие ее данные, позволяющие правильно произвести выбор необходимой фрезы.

    Зуборезные фрезы изготовляют с затылованными зубьями. Это — дорогой инструмент, поэтому при работе с ним необходимо строго соблюдать режимы резания.

Измерение элементов зуба

    Измерение толщины и высоты головки зуба производится зубомером или штангензубомером (рис. 242); устройство его измерительных губок и метод отсчета по нониусу подобны прецизионному штангенциркулю с точностью 0,02 мм.

    Величина А, на которую следует установить ножку 2 зубомера, будет:

А = h' · а = m · а мм,

    (16)

где m — модуль измеряемого колеса.

    Коэффициент а всегда больше единицы, так как высота головки зуба h' измеряется по дуге начальной окружности, а величина А измеряется по хорде начальной окружности.

    Величина В, на которую следует установить губки 1 и 3 зубомера, будет:

В = m · b мм,

    (17)

где m — модуль измеряемого колеса.

    Коэффициент b учитывает, что размер В — это размер хорды по начальной окружности, в то время как ширина зуба равна длине дуги начальной окружности.

    Значения а и b даны в табл. 18.

    Так как точность отсчета штангензубомера составляет 0,02 мм, то у полученных по формулам (16) и (17) величин отбрасываем третий десятичный знак и округляем до четных значений.

Таблица 18

Значения a и b для установки штангензубомера

    Пример 14. Установить зубомер для проверки размеров зуба колеса с модулем 5 и числом зубьев 20.

    По формулам (16) и (17) и табл. 18 имеем:

    А = m · а = 5 · 1,0308 = 5,154 или, округленно, 5,16 мм;

    В = m · b = 5 · 1,5692 = 7,846 или, округленно, 7,84 мм.