Ведомое

Ведущга

Рис. 32. Профильная модификация зубьев:

а - зубья не имеют профильной модификации; б - зубья имеют профильную модификацию; е - форма модифицированного профиля зубьев

2 сопряженной пары, в этой же зоне сосредоточена передаваемая нагрузка, что может вызвать преждевременную поломку зубьев.

Применение бочкообразной формы зубьев устраняет возможность образования кромочного контакта. Пятно контакта, а следовательно, и передаваемая нагрузка сосредотачиваются приблизительно в середине длины зуба (рис. 31, б, б). Для зубчатых колес, работающих при высоких окружных скоростях или передающих большие нагрузки, чисто эвольвентный профиль зубьев пе всегда является лучшим. Снижение уровня шума и повышение срока службы у таких передач требует модификации профиля зубьев.

Основной целью модификации профиля зубьев является снижение уровня шума в тех случаях, когда прилагаются высокие нагрузки на зуб. На рис. 32, а показан момент зацепления зубьев под нагрузкой. В результате изгиба зуба, находящегося под нагрузкой, уменьшаются основные шаги между двумя рядом стоящими зубьями по линии зацепления. Работа двух сопряженных колес с различными основными шагами может вызвать заклинивание или мгновенную ударную нагрузку в точке /. Ударные нагрузки, действующие на зубья, как известно, вызывают шум.

Для снижения уровня шума необходимо восстановить правильный основной шаг путем модификации зуба, входящего в зацепление, на величину отклонения нагруженного зуба от своего первоначального положения. На рис. 32, б, в показан модифицированный профиль зуба, который служит для смягчения удара при вхождении зубьев пары в зацепление. Продольная и профильная модификации зубьев осуществляются на операции чистого зубонарезания; этот вопрос более подробно будет рассмотрен в гл. VIII. Подобно ззбчатым колесам внешнего зацепления колеса с внутренним зацеплением могут иметь почти любую форму зуба. Теоретически зубчатые колеса внешнего и внутреннего зацеплений с одинаковыми числом зубьев и пропорциями зуба точно совпадают.

3. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О ГЕОМЕТРИИ КОНИЧЕСКИХ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ

Конические зубчатые колеса в отличие от цилиндрических колес имеют более сложную и разнообразную геометрическую форму зубьев. Прямозубые и косозубые цилиндрические колеса с эвольвентным зацеплением, нарезанные на зуборезных станках разных конструкций методом обкатывания, имеют одинаковые профили зубьев и взаимозаменяемы.

Для производства конических колес с криволинейными зубьями применяют различные системы, которые отличаются не только методом зубонарезания, но и формой зуба. Конические колеса с криволинейными зубьями, нарезанные различными методами, не могут быть сопряжены между собой.

Продольная кривизна зубьев. В зависимости от продольной кривизны зубьев конические колеса разделяются на две основные группы: колеса с прямыми и криволинейными зубьями. У прямозубых конических колес линии зубьев прямые по всей длине, сходящиеся в вершине конуса.

У конических колес с криволинейными зубьями продольную кривизну зубьев выполняют по удлиненной эвольвенте, по удлиненной эпициклоиде и другим окружностям.

Конические колеса, у которых продольная кривизна зубьев выполнена по удлиненной эвольвенте, называют коническими зубчатыми колесами с эвольвентной линией зубьев.

Зубчатые колеса с эвольвентной линией зубьев имеют постоянную высоту по всей длине зуба (рис. 33). Нарезание зубьев осуществляют конической червячной фрезой методом непрерывного деления. Параметры этого вида зацепления ограничены; угол наклона линии зуба должен быть выше 30°, а ширина зубчатого

венца не более b = {R - внешнее конусное расстояние).

Благодаря большей кривизне зубьев в продольном направлении и теоретически точного их сопряжения конические передачи с эвольвентной линией зубьев способны передавать высокие нагрузки, они менее чувствительны к погрешностям изготовления, сборки и деформациям под нагрузкой. Сопряженные зубчатые колеса допускают значительные смещения относительно друг друга без заметного нарушения качества зацепления.

Конические колеса, у которых продольная кривизна зуба выполнена по удлиненной эпициклоиде, называют коническими

колесами с циклоидальной линией зубьев. Высота зубьев постоянная по всей длине зуба, нарезание

Рис. 33. Конические колеса с постоянной и понижающейся высотой зубьев (hm - средняя высота зуба)

зубьев производят резцовыми головками методом непрерывного деления.

Метод нарезания конических колес с циклоидальной линией зубьев, получивший за последнее время большое распространение, имеет более широкие технологические возможности, чем метод нарезания колес с эвольвентной линией зубьев. Этим методом можно изготовлять конические колеса с диапазоном углов наклона

линии зуба р = О 4-50° и шириной зубчатого венца .

Режущий инструмент для изготовления конических колес с циклоидальной линией зубьев менее сложен и более универсален. Путем изменения параметров режущего инструмента можно производить различные модификации формы зуба. Можно изготовлять как обкатные, так и полуобкатиые конические и гипоидные передачи с циклоидальной линией зубьев.

Преимущества конических колес с постоянной высотой зубьев, по сравнению с переменной, состоит в том, что образующая конуса впадин параллельна образующей делительного конуса, угол ножки колеса и шестерни равен нулю, благодаря чему зубья колеса и шестерни теоретически правильно сопряжены между собой. При изготовлении таких колес требуется незначительная корректировка пятна контакта на зубьях. Расчет наладочных установок зуборезного станка и его наладка проще и менее трудоемка, чем при нарезании зубьев с переменной высотой, где углы ножек колеса и шестерни имеют различные значения. Зацепления с циклоидальной линией зубьев особенно выгодно применять при изготовлении крупномодульных конических колес в небольших количествах, в этом случае отпадает необходимость в дополнительном изготовлении дорогостоящих заготовок для наладки зуборезного станка.

Конические колеса, у которых продольная кривизна зубьев выполнена по дуге окружности, называют коническими зубчатыми колесами с круговыми зубьями. Они имеют пропорционально понижающуюся высоту зубьев в направлении вершины конусов (см. рис. 33). Радиус продольной кривизны зубьев соответствует образующему радиусу резцов резцовой головки. Нарезание круговых зубьев производят резцовыми головками методом единичного деления, каждая впадина зуба нарезается отдельно. Метод нарезания конических колес с круговыми зубьями достаточно универсален и производителен, им можно нарезать обкатные и полуобкатные конические и гипоидные передачи различных модификаций. В первую очередь этот метод пригоден для серийного и массового производства. Его широко используют и в единичном производстве, когда зубья колеса и шестерни нарезают на одном станке, но прн этом приходится производить многократную переналадку станка.

В качестве основного вида зацепления приняты конические колеса с круговыми зубьями, поэтому в дальнейшем будут рассматриваться главным образом эти передачи.