Справочник рекомендован к изданию Государственным комитетом СССР по профессионально-техническому образованию

ББК.34.642

С 36 УДК 621.791.94

Рецензенты: канд. техн. наук Трофимова Е. И., инж. Кириллов Ю. И.

Сильвестров Б. Н.

С 36 Справочник молодого зуборезчика: Учеб. пособие для техн. училищ. — М.: Высш. школа, 1981. — 199 с, ил.— (Профтехобразование. Обработка резанием).

60 к.

В книге приведены основные технические данные современных зубооб-рабатывающих станков отечественного производства, даны сведения об используемом зуборезном инструменте, а также рекомендации по режимам зубообработки, рассмотрены методы контроля зубчатых колес.

С

31207—421

052 (01) —81

81—81

2704040000

6П4.3 ББК 34.642

(Ё) Издательство «Высшая школа», 1981

ПРЕДИСЛОВИЕ
Решениями XXVI съезда КПСС на ближайшие годы поставлена задача предусмотреть опережающее развитие машиностроения и металлообработки, увеличить выпуск продукции машиностроения и металлообработки не менее чем в 1,4 раза, а также повысить технический уровень и качество продукции машиностроения, средств автоматизации и приборов, значительно поднять экономичность и производительность выпускаемой техники, ее надежность и долговечность.

Это в конечном счете вносит свой вклад в задачу обеспечения дальнейшего социального прогресса нашего общества, осуществления широкой программы повышения народного благосостояния.

Большое место в обеспечении выполнения этой задачи отведено станкостроению, которое играет ключевую роль во всех отраслях машиностроительного производства. Только на основе использования современных высокопроизводительных станков можно добиться ускорения роста производительности труда, экономии металла и повышения качества продукции в целом.

Одним из важных элементов каждого станка и машины являются зубчатые передачи, от качества изготовления которых во многом зависит качество получаемой со станка продукции, а также надежность и долговечность работы самого станка и механизма. Изготовление зубчатых передач представляет одну из сложных и трудоемких операций производства. Ежедневно в нашей стране изготовляют около полумиллиона зубчатых колес самого различного размера и назначения. Такое широкое распространение зубчатых передач предъявляет повышенные требования к экономичному их использованию, увеличению срока службы и надежности.

Чтобы изготовить зубчатое колесо высокого качества, зуборезчик должен й совершенстве знать устройство и наладку современных зубообрабатывающих станков, владеть передовыми методами изготовления зубчатых колес, грамотно осуществлять технологический процесс и уметь устранять причины отклонений от заданного качества изготовляемой продукции.

Настоящий справочник призван помочь молодому зуборезчику повысить свои профессиональные знания в вопросах зубообработки.

В справочнике приведены основные технические данные современных зубообрабатывающих станков отечественного производства, даны сведения об используемом зуборезном инструменте, а также рекомендации по режимам зубообработки. Сведения о контроле зубчатых колес позволяют правильно оценить результат труда зуборезчика.

Материал справочника дан с учетом действующих по состоянию па 1 января 1980 г. Государственных стандартов, нормалей машиностроения и общесоюзных нормативов.

Справочник предназначен для молодых зуборезчиков, обучающихся в профессионально-технических училищах и системе индивидуального обучения на предприятиях, а также для молодых зуборезчиков, работающих па производстве, мастеров и наладчиков зубообрабатывающих станков.

ГЛАВА I. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О ЗУБЧАТЫХ КОЛЕСАХ И ЗУБОНАРЕЗАНИИ

§ 1, Виды зубчатых передач

Зубчатые передачи, используемые в различных механизмах и машинах, делятся на цилиндрические, конические, смешанные и гиперболоидные. Цилиндрическая зубчатая передача служит для передачи вращения между параллельными осями и выполняется с колесами внешнего (рис. 1) или внутреннего зацепле-

ния, которые в зависимости от расположения зубьев на венце делятся на прямозубые, косозубые и шевронные. Коническая зубчатая передача (рис. 2) применяется для вращения валов с пересекающимися осями. Зубья колес этой передачи могут быть прямыми, косыми и круговыми. Смешанная коническая передача состоит из конического и цилиндрического колеса, оси которых пересекаются, как показано на рис. 3.

К гиперболоидным передачам относятся передачи со скрещивающимися осями. Различают гиперболоидные передачи первого и второго рода. К ги-перболоидным передачам первого рода относятся винтовая зубчатая передача (рис. 4), состоящая из цилиндрических колес, и гипоидная зубчатая передача (рис. 5), состоящая из конических колес. К гиперболоидным передачам

второго рода относятся червячная передача (рис. 6), состоящая из червяка (цилиндрического или глобоядного) и червячного .колеса, а также с п и р о и д и а я передача (рис. 7), состоящая из конического колеса н шестерни, имеющей винтовые зубья.

В передаче зубчатые колеса с меньшим числом зубьев называют «шестерней», а с большим числом зубьев «колесом». При одинаковом числе зубьев зубчатых колес в передаче «шестерней» называется ведущее зубчатое колесо, а «колесом» — ведомое.

_n„„ г, _п „ „ Отношение чисел зубьев колеса к числу

Рис. 7. Спироидная передача _зу6ьев _{шестерни} _назьша^У_ется _п е р е д а т о ч -

ным числом и обозначается буквой и. Передаточное число всегда больше единицы или равно ей:

> 1.
Для расчетов кинематических цепей станков применяют понятие передаточное отношение зубчатой передачи или совокупности передач (кинематической цепи), определяемое выражением

_£з_

Z4

^zk—i

где Z\, 2₂, 2₃, . . ., Zk — число зубьев соответственно 1, 2, 3, . . ., k-то колеса? «выж, п-вх — частота вращения соответственно на выходе (п_ВЫж=гсь) и на входе (n_BI=«i) передачи. Следовательно, для ускоряющей передачи »>1, для замедляющей и < 1.

§ 2. Эвольвентное зацепление зубчатых колес


/		/

зависимости от формы кривых профиля зуба различают три вида зацепления зубчатых колес: эвольвентное, Новикова и циклоидальное. В машиностроении применяют в основном зубчатые колеса с профилем зуба, образуемым двумя симметричными эвольвентиыми кривыми. Эвольвентой (рис. 8) называется кривая, которая описывается точкой Л, принадлежащей прямой линии К — К при ее обкатывании 1>ез скольжения по окружности диаметра dj. В эвольвентном зацеплении дйух зубчатых колес (рис. 9) окружность, по которой обкатывается прямая при образовании эвольвентного профиля зуба, 'называется основной окружностью. Диаметры основных окружностей сопряженных колес обозначаются dbi и d/,2. Прямая NN, общая касательная к основным окружностям, является линией зацепления обеих эвольвент, а ее отрезок между точками касания называется дл'иной линии зацепления и обозначается g. Прямая, соединяющая центры двух сопряженных зубчатых колес, называется межосевой линией, а длина отрезка между их центрами Oi и Ог называется межосевым расстоя-я нем зубчатой передачи и обозначается a_w. Точка Р пересечения межосевой линии и линии зацепления называется полюсом зацепления. Окружности, проходящие через полюс зацепления, называются начальными окружностями; их диаметры обозначаются d_w. Острый угол .между линией зацепления NN и прямой, перпендикулярной межосевой линии, называется углом зацеплен« я я обозначается a_tlv . При вращении зубчатых колес ножка зуба ведущего колеса, обозначенного на рис. 9 стрелкой, вступает в контакт с зубом ведомого колеса в точке /. Затем точка касания сопряженных профилей перемещается по линии зацепления и в точке 2 выходит из контакта. Отрезок /—2 называется активной линией зацепления и обозначается ga .

При обработке зубчатых

колес по методу обката режущие кромки инструмента последовательно занимают положение, соответствующее профилю сопряженной с обрабатываемым колесом зубчатой рейки (например, нарезание червячной фрезой) или колеса (например, нарезание цилиндрическим долбяком). Поэтому для определения размеров зубчатых колес использована зубчатая рейка, с которой связано понятие «исходный контур». Исходным контуром называется контур зубьев исходной зубчатой рейки в сечении плоскостью перпендикулярной се делительной плоскости. В СССР за основной принят исходный контур с углом профиля 20°. Основной величиной, характеризующей размеры зубчатого колеса, является >м о -дуль, обозначаемый буквой т. Модуль — это линейная величина, в л раз меньшая шага зацепления Р — расстояния между одноименными профилями зуба зубчатой чейки:

Р

т. = ; Р = гс-т.

тс

Размерность модуля такая же, как и шага зацепления, т. е. .мм.

На рис. 10 приведен исходный контур цилиндрической зубчатой эвольвентной

•передачи в соответствии со стандартом СТ СЭВ 308—76, который устанавливает следующие его параметры и коэффициенты:

угол главного профиля а = 20°,

коэффициент высоты головки h*_a— 1,

1. Коэффициенты радиального зазора в паре исходных контуров зубчатых передач

Стандаот на исходный

К оэффици-

Тип передачи

Модуль

ент ради-

контур

ального

зазора с*

Цилиндрическая

1 мм и менее

ГОСТ 9587—61

0,35

Цилиндрическая эволь-

1 мм и более

ГОСТ 13755—68,

0,25

вентная

СТ СЭВ 308—76

0,25

Коническая

1 мм и менее

ГОСТ 9587—61

0,25

Коническая с прямыми

1 мм и более

ГОСТ 13755—68,

0,20

зубьями

СТ СЭВ 516—77

0,20

Червячная

От 0,1 до

0,5 мм

0,45

Св. 0,5 до 1 мм

ГОСТ 20184—74

0,30

Червячная

От 1 до 25 мм

СТ СЭВ 266—76

0,20

коэффициент высоты ножки ft*/= 1,25, коэффициент граничной высоты h *_е = 2, коэффициент радиуса кривизны переходной кривой р*/=0,38, коэффициент глубины' захода зубьев в паре исходных контуров ft*o> = 2, коэффициент радиального зазора в паре «сходных контуров с* = 0,25. В табл. 1 приведены величины коэффициентов радиального зазора для различных зубчатых передач в соответствии со стандартами на их исходный контур.

Делительная поверхность исходного контура рейки может не совпадать с цилиндрической делительной поверхностью зубчатого колеса. Такой случай (рис. 11) называется смещением исходного контура. Отношение величины смещения к модулю зубчатого колеса называется коэффициентом смещения и обозначается буквой х. Следовательно, величина смещения определяется произведением х-т.

У отдельно взятого зубчатого колеса рассматривается делительная окружное ть, на которой шаг и угол зацепления колеса соответственно равны шагу и углу зацепления зуборезного инструмента. В эволь-вентном зацеплении при нарезании зубьев колес по методу обката инструментом реечного типа (например, червячной фрезой) делительная окружность колеса катится без скольжения по делительной прямой зубчатой рейки. При этом шаг рейки и толщина зуба переносятся на делительную окружность колеса. При правильном межосевом расстоянии сопряженной пары нормальных зубчатых колес начальные окружности совпадают с делительными, но это не одно и то же.

Диаметр делительной окружности определяется по формуле

P-z

d =
где/⁵ — шаг зубчатой рейки (Р = пт); z—'число зубьев колеса; т — модуль. Отсюда находится выражение диаметра делительной окружности зубчатого колеса через модуль и число зубьев:

d

d = m-z или т = — .

z

Следовательно, модуль представляет собой отрезок диаметра делительной окружности (в мм), приходящийся иа один зуб колеса. В СССР модули стандартизованы. В табл. 2 приведены нормальные модули для цилиндрических колес и внешние окружные делительные модули для конических колес. Ряд 1 является предпочтительным.

В странах, где принята не метрическая, а дюймовая система единиц, основным параметром зацепления является питч (pitch — шаг). Питч представляет собой число зубьев, приходящееся «а 1" (дюйм) делительного диаметра зубчатого колеса:

Р =-

d"

Отсюда видно, что питч является величиной, обратной модулю, если последний выражен в дюймах:

d" 1 d"

т" = ■ и — = ;

Z Р Z

следовательно,

1 . т

т" =— '

Р 25,4

р
25,4

§ 3. Способы и схемы обработки цилиндрических зубчатых колес

Цилиндрическими называют зубчатые колеса, зубья которых образованы на цилиндрической поверхности заготовки (рис. :12). Элементы цилиндрического зубчатого колеса, показанные на рис. 13, определяются по формулам, приведенным в табл. 3. Способы обработки цилиндрических колес показаны в табл. 4.

		Расчетные формулы
Наименование элемента	Обозначение	для прямозубого колеса	для косозубого колеса
Делительный диаметр Окружной шаг	d Pt	d-=m-z Pt — n-m	d=mt -z P_t=n-m_t
Ход зуба	Pz	—
Диаметр вершин Диаметр впадин	d_adf	d_a —d+2m df —й — 2,5 m

Рис. 13. Элементы цилиндрического зубчатого колеса

4. Способы обработки зубьев цилиндрических зубчатых колес

Способ обработки

Схема

Зубонарезание

Нарезание зубьев червячной фрезой на зубо-фрезерном станке

Способ обработки

Схема

Нарезание зубьев дисковой модульной фрезой на зубофрезерном станке

Нарезание зубьев пальцевой модульной фрезой на зубофрезерном станке

Нарезание зубьев цилиндрическими долбяка-ми на зубодолжебном станке

Нарезание зубьев многорезцовой головкой на зубодолбежном станке

Нарезание зубьев гребенкой на зубострогаль-ноы станке

Способ обработки

Схема

Нарезание зубьев обкаточными резцами на специальном станке (зуботочение)

Зубоотделка

Шевингование зубьев цилиндрическим шеве-ром на зубошевинговальном станке

Хонингование зубьев цилиндрических колес хонами на зубохонингова льном станке

Шлифование зубьев червячным кругом' на зубошлифовальном станке

Способ обработки

Схема

Шлифование зубьев коническим кругом на зубошлифовальяом станке

Шлифование зубьев плоским кругом на зубошлифовальяом станке

Шлифование зубьев двумя тарельчатыми кругами на зубошлифовальном станке

Шлифование зубьев профильным кругом на зубошлифовальном станке

Способ обработки

Схема

Закругление торцов зубьев пальцевой фрезой на зубозакругляющем станке

следующая страница>

		Стандаот на исходный	К оэффици-
Тип передачи	Модуль	Стандаот на исходный	ент ради-
Тип передачи	Модуль	контур	ального
		контур	зазора с*
Цилиндрическая	1 мм и менее	ГОСТ 9587—61	0,35
Цилиндрическая эволь-	1 мм и более	ГОСТ 13755—68,	0,25
вентная		СТ СЭВ 308—76	0,25
Коническая	1 мм и менее	ГОСТ 9587—61	0,25
Коническая с прямыми	1 мм и более	ГОСТ 13755—68,	0,20
зубьями		СТ СЭВ 516—77	0,20
Червячная	От 0,1 до 0,5 мм		0,45
	Св. 0,5 до 1 мм	ГОСТ 20184—74	0,30
Червячная	От 1 до 25 мм	СТ СЭВ 266—76	0,20