Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Технология производства и методы обеспечения качества зубчатых колес и передач

..pdf
Скачиваний:
27
Добавлен:
19.11.2023
Размер:
33.91 Mб
Скачать

Механическая обработка конических зубчатых колес

171

Заточка резцовых головок производится по передней поверхности резцов, после чего обязательно контролируется передний угол. Проверяются также заданные перепады рас­ положения режущих кромок между соседними зубьями.

Ф ирмой Глисон разработана конструкция чистовой резцовой головки «Хардак». Эта конструкция отличается лучшим центрированием на шпинделе станка и повышенной точностью изготовления базовых поверхностей резцов и подкладок. Винты для крепления резцов расположены под углом 10° к поверхности опорного торца, что улучшает базирова­ ние резцов на опорной поверхности.

4 .2 .7 . Зуборезные станки для конических колес с круговыми зубьями

Наиболее распространенные модели станков для нарезания конических колес с кру­ говыми зубьями приведены в табл. 4.21.

4 .2 .8 . Подбор пар и притирка конических зубчатых передач

В результате деформации в процессе термической обработки зубчатых колес возни­ кает рассеяние параметров по пятну контакта, боковому зазору и уровню шума в собран­ ных передачах. Поэтому для конических передач с круговыми зубьями обязательным условием качественного их изготовления является подбор в пары с соответствующей притиркой. В дальнейшем при эксплуатации подобранные пары остаются сопряженны­ ми друг с другом, и замена одного из зубчатых колес в них не допускается.

Подбор в пары производится после термической и окончательной обработки базовых поверхностей. Как правило, перед подбором в пары колеса проверяет ОТК по геометриче­ ским параметрам.

Пары подбирают на контрольно-обкатных станках, которые рекомендуется устанавли­ вать в помещении, защищенном от постороннего шума.

Подобранные конические зубчатые колеса устанавливают на номинальном базовом рас­ стоянии. На их зубья наносят тонкий слой краски. Колеса приводятся во вращение в обе сто­ роны под низкой нагрузкой, создаваемой тормозом контрольно-обкатного станка. Вначале выявляют по шуму и удаляют забоины с поверхности зубьев с помощью ручной шлифоваль­ ной машинки или абразивным бруском. Затем увеличивают или уменьшают базовое расстоя­ ние шестерни и находят нанлучшее рабочее положение по пятну контакта, уровню шума и боковому зазору. Если подобранные пары предназначены для последующей притирки, то от­ клонения от номинального базового расстояния, полученные на контрольно-обкатном станке (фактическое базовое расстояние, гипоидное смещение), и порядковый номер пары временно маркируют па зубьях шестерни и колеса или прикрепляют бирку.

Если во время подбора пар перед притиркой выявлена резкая разница в расположении зоны касания, их сортируют по группам с различным расположением зоны касания или по величине полученного базового расстояния шестерни. Для каждой группы пар производят специальную наладку притирочного стайка или его подналадку. Если базовое расстояние или гипоидное смещение отличаются от номинального более чем на 0,25 мм, такие колеса прити­ рать не рекомендуется.

Если пары не подвергаются притирке, их подбор осуществляется путем замен шестерни и колеса до тех пор, пока не будут обеспечены требуемые пятно контакта и уровень шума.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 4.21

 

 

 

 

Зуборезные станки для конических колес с круговым зубом

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

М о д ел ь ста н к а

 

 

 

 

 

 

 

 

Основные

 

 

 

 

ш

В

 

 

в

m

 

 

 

 

 

 

х а р а к т е р и с т и к и

С

 

В

 

2

 

 

 

С

 

 

В

 

 

 

 

е

2

й

S

2

 

й

ш

I

 

 

 

 

со

1

 

 

 

 

о

g

о

О

а

<

и

 

о

 

и

<

 

 

 

щ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Наибольший диаметр наре­

125

320

320

320

320

320

500

500

500

500

500

500

800

800

800

1600

заемых

колес

при переда­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

точном отношении 10:1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и угле спирали 30е, мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Наибольший модуль наре­

2,5

8

8

8

10

10

10

12

10

10

12

12

14

16

16

30

заемых колее, мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Наибольшее конусное рас­

65

150

150

195

140

140

260

250

230

307

265

265

390

420

400

800

стояние нарезаемых колес

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

при угле спирали 30°, мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Наибольшая

ширина зуб­

20

50

50

50

 

 

65

65

80

80

80

80

110

100

125

235

чатого

венца

нарезаемых

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

колее, мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Число зубьев нарезаемых 5-100

5-75

5-75

5-150

20-80

20-80

5-100

5-150

5-150

5-150

5-150

5-150

20-75

4-100

5-150 10-

колес

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

150

Диаметры применяемых

20-80

60-

60-

60-

125-

125-

160-

160- 100-4

100-

160-

160-

90-

250-

160-

450-

резцовых головок, мм

 

250

250

400

250

250

315

400

00

400

400

400

500

500

500

900

Частота вращения шпинде­

110-

3 0 -

30-

26-

26-

8-30 25-

20-

19-

20-

20-

20-15

6,6-

21-

гО-

8,3-

ля резцовой головки, мин"1

550

200

200

265

166

 

325

140

210

210

155

5

200

300

125

62

Время обработки одного 7-50

9-80

9-80

-

2-10

2-7,5

5-80

10- 6-130

6-130 10-

10-

3-42 135-

12-

49-

зуба, с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

120

 

 

120

120

 

240

200

1270

Мощность главного приво­

1,2

3

3

4,2/

5,5

3,0

4,5

4

4

4,2/

4

4

И /

10

7,5

13

да, кВт

 

 

 

 

 

7.1

 

 

 

 

 

7,1

 

 

13

 

 

 

Габаритные размеры, мм:

1845

2607

2940

2920

2670

2670

2200

3140

2940

2920

3140

3235

4980

2600

3235

5600

длина

 

 

ширина

 

1335

1925

2090

2565

2370

2370

1600

1900

2090

2505

1975

2180

3725

2100

2180

4000

\ высота

 

1560

1870

2050

1995

2055

2055

1600

2200

2050

1995

2200

2200

2990

1950

2200

3200

\ Масса, кг

 

3000

8800

9000

11300

7920

7920

6200

13500

9000

11100

13500

13500

15105

12200

15500

42900

Механическая обработка конических зубчатых колес

173

 

 

 

Таблица 4.22

Зубопритирочные станки для конических колес с круговыми зубьями

 

 

М одель станка

 

O c iю ш иле х арактер 11стик 11

 

 

 

 

5П 725М

5П 725Е

5 П 720Ф З

Наибольший диаметр обрабатываемого зубчатого

500

500

800

колеса, мм

 

 

 

Модуль, мм

2,5-8

2,5-10

5-16

Расстояние от оси ведомого шпинделя до торца

150-300

150-300

200-450

ведущего, мм

 

 

 

Расстояние от оси ведущего шпинделя до торца

145-250

145-250

200-400

ведомого, мм

 

 

 

Угол между осями шпинделей, фал

90

90

90

Гипоидное смещение оси ведущего шпинделя

 

 

 

относительно оси ведомого, мм:

70

100

160

вверх

вниз

70

100

160

Число двойных (осциллирующих) ходов за одни

8

8-20

2-99

цикл

 

 

 

Частота вращения ведущего шпинделя, мни"'

1365

12-1500

1500

Продолжительность цикла притирки, с

20-180

2-20

0,7-40

Моищость главного привода, кВт

3,0

5,5

6,5

Габаритные размеры, мм:

1945

1540

2185

длина

ширина

1490

1480

2132

высота

1870

1810

1860

Масса, кг

4100

4800

7120

Притирка осуществляется на специальных станках (мод. 5П725М, 5П725Е, 5П726ФЗ), обеспечивающих совместное вращение сопряженных зубчатых колес с легким торможением, автоматическое изменение взаимного положения шестерни и колеса и подачу абразивной смеси в зону зацепления (табл. 4.22). Станок мод. 5П726ФЗ выполнен с числовым программ­ ным управлением и имеет более широкие технологические возможности. При изменении вза­ имного положения шестерни и колеса обеспечивается притирка на всей поверхности зуба. Обычно происходят следующие движения: вертикальное — шестерни или колеса для про­ дольного перемещения пятна контакта; горизонтальное вдоль оси шестерни — для перемеще­ ния пятна контакта по высоте зуба; осевое в направлении оси колеса — для сохранения боко­ вого зазора в передаче.

Величины перемещений определяют опытным путем. В качестве абразива при при­ тирке применяют карбид кремния, карбид бора и электрокорунд зернистостью 3-6. Жид­ костью служит масло СЭЛ-1, которое поддерживает абразив во взвешенном состоянии и легко смывается при последующей мойке. Применяют состав из 45% абразива и 55% мас­ ла. Припуск на операцию притирки обычно не оставляют. Время процесса составляет 4-12 мин и подбирается опытным путем. Так же определяется величина тормозного мо­ мента. Существенным фактором для качественной притирки является поддержание одно­

174 Глава 4

родного состава абразивной жидкости. Для этих целей применяют специальные агрегаты, обеспечивающие смешивание абразива и жидкости, подогрев и подачу смеси к притироч­ ным станкам.

Фирмой Глисон разработан усовершенствованный метод притирки «периметрнк», за­ ключающийся в том, что притирка происходит путем чередования четырех различных циклов, выполняемых по заданной программе. Вначале происходит притирка вдоль зуба по двум разным циклам, а затем в зоне головки и ножки зуба. При каждом цикле автома­ тически изменяются гипоидное смещение, монтажные расстояния, тормозной момент и число ходов. Метод «периметрнк» удовлетворяет практически любым требованиям при­ тирки.

После притирки снова подбирают пары на контрольно-обкатном станке. У подобран­ ных пар маркируют отклонения от номинального базового расстояния или фактическое базовое расстояние на шестерне, а на колесе — величину бокового зазора. Порядковый но­ мер пары помечают на колесе и шестерне или на бирке. Иногда детали связывают прово­ локой. Зубья колеса и шестерни, используемые при измерении бокового зазора, также маркируют (чаще всего знаком «X»).

Основные характеристики контрольно-обкатных станков для конических передач приведены в табл. 4.23; нормы точности контрольно-обкатных станков — в табл. 4.24.

 

 

 

 

 

 

Таблица 4.23

 

Контролыю-обкатныс станки для конических передач

 

Основные

 

 

М о д е л ь с та н к а

 

 

 

 

 

 

 

 

характеристики

5 Б 7 2 0

5В 7 2 2

5Г725

5 Д 7 2 5

5 Б 7 2 6

5 А 7 2 7

 

 

Наибольший диаметр

125

200

500

500

800

1600

проверяемых колес, мм

 

 

 

 

 

 

Наибольший модуль

2,5

8

10

10

16

30

проверяемых колес, мм

 

 

 

 

 

 

Наибольшее

расстояние

 

 

225

 

550

880

между осями при контро­

 

 

 

 

 

 

ле цилиндрических пере­

 

 

 

 

 

 

дач. мм

 

 

 

 

 

 

 

Угол между осями

45-180

90

45-180

90

0-180

0-180

шпинделей, град.

 

 

 

 

 

 

Наибольшее

гипоидное

 

 

 

 

 

 

смещение оси ведущего

 

 

 

 

 

 

шпинделя относительно

 

 

 

 

 

 

оси ведомого, мм:

 

 

 

 

 

 

вверх

 

32

50

125

125

200

400

вниз

 

32

60

125

125

110

250

Расстояние от оси ведо­

0-140

65-160

120380

150300

100560

230-1100

мого шпинделя до торца

 

 

 

 

 

 

ведущего при мсжоссвом

 

 

 

 

 

 

угле 90°. мл!

 

 

 

 

 

 

 

Наименьшее

и наиболь­

0-100

50-160

0-180

100-200

0-1260

0-760

шее расстояния от оси ве­

 

 

 

 

 

 

дущего шпинделя до тор­

 

 

 

 

 

 

ца ведомою при мсжосс­

 

 

 

 

 

 

вом угле 90°. мм

 

 

 

 

0153, ко­

0153,

Конус ведущего и ведо­

Морзе

Морзе 6

Метриче­

Метриче­

мого шпинделя

0,2,4

 

ский 100

ский 100

нусность

конус­

 

 

 

 

 

 

1:20

ность 1:20

Механическая обработка конических зубчатых колес

175

 

 

 

 

 

Продолжение таблицы 4.23

Осноинмс

 

 

Модельстанка

 

 

характеристики

5Б720

50722

5Г725

5Д725

5Б726

5Л727

 

Частота вращения веду­

600-1000

1200/800

630/1260

300-3000

220/450

200/400

щего шпинделя. мшГ1

Бесступен­

 

 

 

 

625/1250

800

Регулирование числа

Двухско-

Двухско-

Бессту­

Шкивами

Шкивами

оборотов ведущего

чатое

|Х)СТПММ ростным пенчатое идвухско-

идвухско-

шпинделя

 

двигате­

двигате­

 

ростмым

ростным

 

 

лем

лем

 

двигате­

двигате­

 

0.9

 

2,2/3,6

6,5

лем

лем

Мощность главного

1.8/2,1

6,0/9,0

7,5/14

привода, кВт

 

 

 

 

 

 

 

Габаритные размеры,

 

 

 

 

 

 

 

мм:

1000

1540

2160

2330

2990

3600

длина

ширина

850

1100

1750

1725

2640

2950

высота

1380

1550

1900

1900

1905

2000

Масса, кг

990

1700

4500

6290

6550

7100

 

 

 

 

 

 

Таблица 4.24

Нормы точности контрольно-обкатных станков для конических колес

 

(по ГОСТ 16473-80)

 

 

 

 

а. Геометрические нормы

 

 

 

 

 

Н аибольш ий диам етр

 

Д опуск, мкм,

 

 

дли стайкой к ласса точности

О тк л о нен ия

 

контролируемого зубчатого

 

 

 

 

 

колеса, мм

 

п

В

 

 

 

 

 

 

Торцевое биение ведущего и ведомого

До 200

 

 

4

3

шпинделей

 

Св. 200 до 500

 

5

4

 

 

«

500 «

800

 

6

4

Радиальное биение конического отвер­

До 125

 

 

5

3

стия ведущего и ведомого шпинделей:

Св. 125 до 200

 

5

3

а) у торца

 

<

200 «

500

 

6

4

б) па расстоянии, мм:

 

«

500 «

800

 

8

5

75

 

До 125

 

 

6

4

150

 

Св. 125 до 200

 

8

5

150

 

«

200 «

500

 

10

6

150

 

«

500 4

600

 

12

8

Перпендикулярность осей ведомого

 

 

 

 

 

 

и ведущего шпинделей (для станковс по­

 

 

 

 

 

 

стоянным углом между осями, равным

 

 

 

 

 

 

90°) на расстоянии, мм:

 

До 125

 

 

6

5

75

 

 

 

100

 

Св. 125 до 800

 

12

10

Параллельность направления перемеще­

 

 

 

 

 

 

ния шпинделей соответствующим осям

 

 

 

 

 

 

горизонтальной и вертикальной плоско­

 

 

 

 

 

 

стей на расстоянии, мм:

 

До 125

 

 

12

8

75

 

 

 

150

 

Св. 125 до 200

 

16

10

200

 

«

200 4 500

 

20

12

300

 

4

500 4 800

 

25

16

176

 

Г л а в а 4

 

 

 

 

 

 

Продолжение таблицы 4.24

 

 

б. Нормы шума

 

 

Отклонения

Суммарная номинальная мощность

 

Норма ip, дБЛ

 

 

 

прпполои, кВт

П

В

 

 

 

 

 

 

Скорректированный

До

1,5

4

82

79

уровень звуковой

Св. 1,5 до

90

87

мощности, дБ

«

4 «

12,5

96

93

 

« 12,5 «

40

102

-

4.3. Зубошлифовальные станки для конических колес

Основные характеристики зубошлифовальных станков для конических колес пред­ ставлены в табл. 4.25.

Таблица 4.25

Зубошлифовальные станки для конических колес

Основные характеристики

 

Модель станка

 

 

 

 

 

 

 

 

5 8 П 7 0 В

5А 871

| 5 8 К 7 0 В |

5 А 8 7 2 В

| 5 8 К 7 1 А

Тип зубьев конических колес

Прямые

 

Круговые

 

 

Наибольший диаметр

320

500

425

500

800

обрабатываемых колес, мм

 

 

 

 

 

Наибольший модуль

8

10

6

14

140

обрабатываемых колес, мм

 

 

 

 

 

Наибольшая ширина венца

32

80

50

125

 

обрабатываемых зубчатых

 

 

 

 

 

колес, мм

 

 

 

 

 

Число обрабатываемых

15-100

-

10-100

5-150

 

зубьев

 

 

 

 

 

Режим шлифования

10-530 м/с

2250-3150 мин-1

10-30 м/с

10-30 м/с

 

Диаметр шлифовального

275

250,315

100-250

160,200

 

круга, мм

 

 

 

400.500

 

Мощность главного привода,

3

4

3

4

 

кВт

 

 

 

 

 

Габаритные размеры, мм:

3515

 

 

3460

 

длина

2690

3515

 

ширина

1970

1750

1970

2600

 

высота

1715

2100

1715

2115

 

Масса, кг

8500

10500

8500

13300

 

Глава 5

МЕХАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ЧЕРВЯЧНЫХ КОЛЕС И ЧЕРВЯКОВ

5.1. Основные конструктивные особенности червячных передач

Различают цилиндрические и глобоидные червячные передачи.

Червяк цилиндрической червячной передачи. Теоретическая поверхность витка чер­ вяка — винтовая, образована с осью, совпадающей с осью червяка.

Различают следующие разновидности цилиндрических червяков.

Копволютный червяк ZN, или цилиндрический геликоидный червяк, теоретический торцовый профиль витка которого является удлиненной или укороченной эвольвентой. Обычно применяются червяки, теоретический торцовый профиль которых является уд­ линенной эвольвентой.

Существует три вида конволютных червяков: конволютный червяк ZN\ с прямоли­ нейным профилем витка, конволютный червяк ZN2 с прямолинейным профилем впади­ ны, конволютный червяк ZN3 с прямолинейным нормальным профилем витка (рис. 5.1).

Архимедов червяк ZA, или цилиндрический геликоидный червяк. Теоретический тор­ цовый профиль витка червяка является архимедовой спиралью, теоретическая поверх­ ность архимедова червяка может быть образована при винтовом движении прямой, пере­ секающей ось червяка (рис. 5.2).

Эвольвентный червяк Z1, или цилиндрический геликоидный червяк, теоретический торцовый профиль витка которого является эвольвентой окружности. Эвольвентный чер­ вяк представляет собой частный случай конволютного червяка, у которого прямая, обра­ зующая поверхность витка, касательная к винтовой линии, находится на соосной цилинд­ рической поверхности (рис. 5.3).

ё=А

Рис. 5.1. Конволютный червяк ZN

Рис. 5.2. Архимедов червякZA

180

Г л а в а 5

5.2. Нарезание цилиндрических червяков

В зависимости от масштаба производства нарезание червяков может производиться профильными резцами на токарных станках, дисковыми и пальцевыми фрезами на уни­ версально-фрезерных станках, обкаточными резцами типа долбяков на специальных чер­ вячно-долбежных станках. Для окончательной обработки применяют шлифование про­ филя, притирку и полирование.

Нарезание червяков методом фрезерования является более производительным, чем нарезание их профильными резцами на токарных станках. Однако при фрезеровании чер­ вяк не получается с прямолинейным профилем витка, так как ось производящего конуса фрезы повернута на угол подъема витка по делительному цилиндру червяка и образует криволинейную поверхность витка. Поэтому при фрезеровании получаются отклонения профиля витка от прямолинейности, которые возрастают при обработке многозаходных червяков и требуют специальных фрез для обработки зубьев колес.

5.2.1. Нарезание цилиндрических червяков дисковыми фрезами

При нарезании цилиндрических червяков дисковыми фрезами фреза должна устанав­ ливаться так, чтобы средняя точка фрезы А была в горизонтальной осевой плоскости чер­ вяка, а ось вращения фрезы — наклонена на угол, равный углу подъема у линии витка чер­ вяка (рис. 5.10). При такой установке червяк профилируется в нормальном сечении по впадине. В процессе фрезерования фасонной дисковой фрезой профиля витков червяка возможно получение следующих видов червяков, имеющих сечения с прямолинейным профилем витков, которые представлены на рис. 5.11.

Архимедов червяк А имеет прямолинейный профиль в осевом сечении АА и криволи­ нейный профиль в нормальном сечении. Торцовое сечение червяка — архимедова спи­ раль; дисковая фреза должна иметь криволинейный профиль.

 

Рис. 5 .11 . Сечения цилиндрических червяков:

 

A4 — осевое сечение; ББ — нормальное сече­

Рис. 5 .1 0 . Установка дисковой фрезы

ние по впадине; ВВ — нормальное сечение

по витку; ГГ — нормальное сечение по боковым

при нарезании цилиндрических червяков

поверхностям