В процессе изготовления шестерен и зубчатых колёс учитывают различные виды зацеплений. В большинстве случаев применяется эвольвентное зацепление. Эвольвентное зацепление зубчатых колес удовлетворяет основному закону зацепления, обеспечивает постоянство передаточного отношения, допускает отклонение межосевого расстояния зубчатых передач и точно стандартизируется. Преобладающая часть зубчатых передач, применяемых в машиностроении, имеет эвольвентный профиль зуба. Основой данного зацепления является зуб, имеющий форму эвольвенты. Эвольвентное зацепление позволяет передавать энергию с постоянным передаточным отношением.. Эвольвентное зацепление является зубчатым зацеплением с очерченным по эвольвенте профилем зуба. Эвольвентные зубья зубчатых колёс должны быть очерчены по кривой, у которой общая нормаль, проведённая через точку соприкосновения профилей зубьев, постоянно проходит через одну и ту же точку на линии, соединяющей центры зубчат х колёс, которая называется полюсом зацепления. У колес с эвольвентным зацеплением достаточная взаимозаменяемость, сравнительно не высокая стоимость. Такие колеса относительно просты в изготовлении. Но все же колеса с эвольвентным зацеплением уступают колесам с зацеплением Новикова в нагрузочной способности по контактным напряжениям и напряжениям изгиба. Остановимся на методах изготовление по подробнее.
Существует две основные группы способов нарезки зубьев:
• метод копирования; • метод обкатки.
Метод копирования
Нарезка зуба шестерни пальцевой фрезой Основа данного метода заключается в нарезании зуба шестерни с помощью фрез, имеющих профиль впадины зуба. Это дисковые модульные фрезы и пальцевые модульные фрезы. Дисковая фреза прорезает по очереди каждую впадину. Нарезание производят на универсальных фрезерных и зуборезных станках. Идентичный способ работы и у пальцевой фрезы. Этот метод продуктивен для нарезки зуба шестерен больших диаметров. Но не обошлось и без недостатков. Профиль зуба значительно меняется в зависимости от числа зубьев и размеров самой шестерни, потому приходится работать разным инструментом даже для одного модуля зуба. Но существуют и другие методы...
Метод нарезание зубьев обкатка
Нарезание зуба шестерни модульной фрезой Суть метода заключается в том, что инструмент и заготовка находятся в таком же относительном зацеплении, что и зубчатое колесо. Эвольвентный профиль зуба образуется как огибающая всех положений инструмента. Используется три основных инструмента для формирования профиля: долбяк, червячная фреза, рейка. Долбяк–это инструмент с основой из зубчатого колеса с эвольвентным профилем. Сам процесс довольно прост.Долбяком возможно нарезка зуба шестерен не только внешнего, но и внутреннего зацепления. Но наиболее широким применением пользуются модульные червячные фрезы. Режущие кромки таких фрез расположенных по винтовой линии, и при движении воспроизводят поступательное движение, необходимое для огибания контура нарезаемых зубьев.
Ну и последний способ –нарезание зуба рейкой
Принцип работы идентичен методу нарезания зуба долбяком. У методов обкатки намного больше достоинств чем у методов копирования. Они гораздо точнее, производительнее, возможно использование одного инструмента для различных диаметров и количества зубьев, можно задавать смещение, чтобы исключать подрезку зуба на малых диаметрах. Еще один из применяемых сегодня методов Скайвинг (skiving) Метод сложно назвать новым, ведь первый патент на него появился в Германии еще в 1910 году. Однако данный метод не применялся ввиду технологических ограничений. Эта технология позволяет нарезать как наружный зуб, так и внутренний. Сам процесс можно представить как симбиоз зубодолбления и фрезерования червячной фрезой. С помощью данного метода можно получать любые профили зуба с любым модулем и смещением, главное - правильно написать программу на станок, построить модель зуба в CAD и обработать в CAM, дальше подключаем опыт программиста-технолога и профессионализм станочника.