в направлении носка (рис. 59, б). Чтобы компенсировать эти деформации, перед термообработкой пятно контакта из правильного положения перемещается в неправильное. По опыту автомобильной промышленности, изменения в расположении пятна контакта делают на зубьях шестерни, а не на зубьях колеса. Величины этих изменений определяют опытным путем.

ГЛАВА III

ПОСТРОЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ОБРАБОТКИ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС

Качество зубчатого колеса в готовом виде в значительной степени зависит от конструкции и точности изготовления заготовки. Технологические, конструктивные, экономические и другие факторы должны быть учтены еще на первой стадии разработки конструкции зубчатой передачи при тесном сотрудничестве конструкторов, технологов по механической и термической обработке и специалистов-зуборезчиков.

1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К КОНСТРУКЦИИ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС

Рассмотрим рекомендации по выбору конструкции заготовок зубчатых колес, которые необходимо учитывать при проектировании и изготовлении зубчатых колес высокого качества и сравнительно низкой себестоимости.

Цилиндрические зубчатые колеса. Зубчатые колеса с двумя и более зубчатыми венцами целесообразно делать открытыми, чтобы можно было свободно фрезеровать зубья червячной фрезой вместо зубодолбления долбяком. С этой целью расстояние L (рис. 60, а) между зубчатыми венцами делают достаточным для свободного выхода из резания червячной фрезы. Производительность и точность обработки при зубофрезеровании выше, чем при зубодолблении.

Зубчатый венец муфты 3 (рис. 60, б) расположен таким образом, что его обработку можно производить только сложным и дорогостоящим инструментом. Если долбление зубьев производить круглым долбяком, то вследствие ограниченного пространства можно применять круглый долбяк лишь с 7-8-мю зубьями, вследствие чего уменьшенное число резов не обеспечивает требуемой шероховатости поверхности и оптимальной стойкости режущего инструмента. Зубчатые венцы необходимо располагать так, чтобы их можно было обрабатывать круглыми долбяками с большим внешним диаметром порядка 150 мм.

Опорный торец ступицы 4 выступает над торцом зубчатого венца /, поэтому при одновременном зубонарезании двух или более зубчатых колес между торцами зубчатого венца необходимо

В) г) д)

Рис. 60. Цилиндрические зубчатые колеса, имеющие конструктивные недостатки

устанавливать дополнительное кольцо. Помимо неудобств в работе это кольцо увеличивает время обработки, усложняет конструкцию и увеличивает затраты при автоматизации рабочего цикла.

Для облегчения детали между зубчатым венцом и ступицей сверлят несколько отверстий 2. Стоимость оборудования для выполнения этой операции очень велика, в то время как эти отверстия можно получить в заготовке при штамповке.

Для уменьшения деформации во время термической обработки перемычку 5 (рис. 60, в) внутри зубчатого колеса следует располагать симметрично по отношению к зубчатому венцу. В конструкции зубчатого венца следует избегать несимметричных сечений.

Зубчатые колеса, имеющие большой диаметр отверстия, тонкостенную ступицу и узкий зубчатый венец, деформируются при зажиме. Кроме того, происходит значительная деформация отверстия и зубчатого венца в процессе термической обработки, в результате чего приходится применять дорогостоящую операцию зубошлифования.

Не рекомендуется располагать посадочное отверстие со шпоночным пазом 6 слишком близко к впадине зуба, а также проектировать тонкостенную ступицу 7 (рис. 60, г, д).

Большое колесо из сопряженной пары цилиндрических зубчатых колес необходимо проектировать с нечетным числом зубьев, что позволит при зубофрезеровании вместо однозаходных червячных фрез применять двузаходные. Применение двузаходных фрез позволит сократить потребность в зубофрезериых станках на 30-40 %.

Конические зубчатые колеса. Передняя и задняя ступицы 1 колеса (рис. 61, а) должны быть расположены ниже продолжения

Рис. 61. Конические зубчатые колеса, имеющие конструктивные недостатки

образующей конуса впадин 3, чтобы исключить касание вершин резцов резцовой головки 2 этих поверхностей.

Посадочную шейку и опорный торец колеса-вала (рис. 61, б) следует располагать ниже продолжения образующей конуса впадин 3, чтобы предотвратить касание этих поверхностей вершинами резцов резцовой головки 2. Если при нарезании зубьев базовая шейка прорезается зуборезным инструментом, то вылет зажимного приспособления будет иметь прорези, которые значительно снижают жесткость и точность зажимного приспособления.

У конического колеса (рис. 61, в) шлицы расположены под зубчатым венцом, а не в конце ступицы на участке 6. Такое расположение шлицев является правильным, так как зубья после термической обработки будут концентричны расположению шлиц. Биением ступицы в этом случае можно пренебречь, оставив достаточный припуск на шлифование по внешнему и внутреннему диаметрам. Когда шлицы расположены в конце ступицы на участке 6, то вследствие деформации при закалке невозможно получить концентричность шлиц и зубьев при окончательном шлифовании посадочных поверхностей. В случае, если зубья колеса сделаны без биения, то шлицы будут иметь повышенное биение и наоборот. Разделение ошибки обычно не дает положительных результатов.

Шлицы в отверстии должны выходить за пределы опорного торца 5 (как показано на рис. 61, в). Когда длина шлиц ограничена плоскостью, проходящей через опорный торец 5, или еще короче, может возникнуть опасность, что зубчатый венец отломится от ступицы. Для колес такой формы целесообразно иметь вспомогательные базы 4, выполняемые с жесткими допусками. Эти поверхности необходимы для контроля при сборке. Толщину Н тела колеса под зубьями (рис, 61, г) выбирают из следующих соотношений:

а) прямозубые конические колеса общего назначения Я == = (0,4ч-0,6) h;

б) гипоидные и конические колеса с криволинейными зубьями легковых автомобилей Я == (1,1-=-1,3) ft;