Обработка зубчатых колес. Нарезание цилиндрических зубчатых колес дисковой, пальцевой, червячной фрезами
Применение зубчатых колес, характеристика методов их обработки (копирование и обкатка). Выполнение нарезания цилиндрических зубчатых колес на горизонтальных и универсальных фрезерных станках. Особенности использования дисковых, пальцевых и червячных фрез.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 06.07.2015 |
| Размер файла | 813,7 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
"Национальный минерально-сырьевой университет "Горный"
Кафедра "Разработки и эксплуатации нефтяных и газовых месторождений"
Реферат
по дисциплине "Физика пласта"
на тему: "Обработка зубчатых колес. Нарезание цилиндрических зубчатых колес дисковой, пальцевой, червячной фрезами"
Выполнил: студент гр. НД-13-3 /Боднар Д.О. /
Руководитель: ассистент /Тананыхин Д.С. /
Санкт-Петербург 2015
Содержание
- Введение
- 1. Применение зубчатых колес
- 2. Методы обработки зубчатых колес
- Метод копирования
- Метод обкатки
- 3. Нарезание цилиндрических зубчатых колес дисковыми фрезами
- 4. Нарезание цилиндрических зубчатых колес пальцевыми фрезами
- 5. Нарезание цилиндрических зубчатых колес червячными фрезами
- Заключение
- Список использованной литературы
Введение
В большинстве металлообрабатывающих станков при нарезании зубчатых колес для формообразования прямолинейных и криволинейных поверхностей имеются органы настройки кинематических цепей в виде гитар сменных зубчатых колес, а также регулируемы электродвигателей, коробок скоростей и подач. Кинематическое согласование прямолинейных перемещений и скоростей исполнительных органов станка между собой обусловлено задачей образования поверхностей с заданной формой, размерами, точностью и шероховатостью.
Зубообрабатывающие станки предназначены для нарезания и отделки зубьев колес, реек, червяков, для нарезания шлицев на валиках, резьб и пр.
Зубчатые колеса служат для передачи вращательного движения между параллельными и перекрещивающимися валами. Их используют как для передачи больших крутящих моментов с заданным изменением частоты вращения валов (силовые передачи), так и для точного взаимного ориентирования валов (кинематические связи).
В соответствии со стандартом, точность зубчатых колес может быть определена как комплексными, так и дифференцированными показателями.
По технологическому признаку зубчатые колеса делятся на:
· цилиндрические и конические без ступицы и со ступицей, с гладким или шлицевым отверстием;
· многовенцовые блочные с гладким или шлицевым отверстием;
· цилиндрические, конические и червячные типа фланца;
· цилиндрические и конические с хвостовиком;
· валы-шестерни.
У цилиндрических колес зубья выполняют прямыми, спиральными или шевронными.
Обработка зубчатых колес разделяется на два этапа: обработку до нарезания зубьев и обработку зубчатого венца. Задачи первого этапа соответствуют в основном аналогичным задачам, решаемым при обработке деталей классов: диски (зубчатое колесо плоское без ступицы), втулки (со ступицей) или валов (вал-шестерня). Операции второго этапа обычно сочетают с отделочными операциями обработки корпуса колеса. На построение технологического процесса обработки зубчатых колес влияют следующие факторы: форма зубчатого колеса, форма и расположение зубчатого венца и количество венцов, степень точности колеса, методы контроля зубчатых колес, материал колеса, наличие и вид термообработки, габаритные размеры, объем выпуска.
В данной работе мы рассмотрим методы обработки и такие способы нарезания цилиндрических зубчатых колёс, как: нарезание дисковой фрезой, нарезание пальцевой фрезой, нарезание червячной фрезой.
зубчатое колесо фреза червячная
1. Применение зубчатых колес
Для зубчатых колес кинематических передач основным требованием является высокая геометрическая точность при сложной форме рабочих поверхностей; для зубчатых колес силовых передач - высокая прочность для обеспечения передачи больших крутящих моментов при малых конструктивных размерах. Чтобы удовлетворить различные требования, предъявляемые к передачам, в промышленности используют большое многообразие конструктивных исполнений зубчатых колес.
Зубчатая передача является механизмом, который с помощью зубчатого зацепления передает или преобразует движение с изменением угловых скоростей и моментов.
Она применяется для преобразования и передачи вращательного движения между валами с параллельными, пересекающимися и перекрещивающимися осями, а также для преобразования вращательного движения в поступательное и наоборот.
Зубчатые передачи составляют наиболее распространенную и важную группу механических передач. Широкое распространение они получили потому, что могут передавать большие мощности, обеспечивать постоянство передаточного отношения, плавность движения, высокий коэффициент полезного действия (КПД) и т.д.
2. Методы обработки зубчатых колес
Выбор метода зубообработки зависит от многих факторов. Основными из них являются: тип и размер колес; заданная точность изготовления зубьев; наличие оборудование на заводе; размер партии изготавливаемых однотипных колес, определяющий потребную производительность обработки.
В настоящее время зубчатые колеса нарезают в основном двумя методами: методом копирования и методом обкатки.
Метод копирования
Сущность метода состоит в том, что режущим инструментом последовательно или одновременно нарезаются впадины зубчатого колеса, причем профиль инструмента точно соответствует контуру этих впадин.
Нарезать зубья колес можно на специальных станках, на некоторых моделях универсальных станков, имеющих механизм единичного деления, и иногда на фрезерных станках с помощью делительной головки.
Недостатки метода копирования:
· для обработки каждого зубчатого колеса с определенным числом зубьев и модулем требуется инструмент специального профиля, поскольку профиль зависит от модуля и числа зубьев.
· точность нарезания зубчатых колес невысока, так как помимо погрешности, обусловленной неточностью работы делительного механизма, неизбежны погрешности, вследствие неточности инструмента.
В связи с указанными недостатками к такому методу зубонарезания прибегают лишь при отсутствии зуборезных станков, т.е. в условиях ремонта или при единичном изготовлении колес, а также для предварительного нарезания впадин (при черновой операции).
При нарезании зубьев одним инструментом производится поворот головки на шаг зубьев, т.е. на 1/z часть оборота, где z - число зубьев нарезаемого колеса.
Производительность при этом способе низка, так как зубья нарезаются каждый отдельно и требуют время на возврат инструмента в исходное положение и на деление заготовки.
Метод обкатки
Нарезание зубчатых колес методом обкатки в настоящее время является самым распространенным методом. Этим методом нарезают цилиндрические шестерни с прямыми, спиральными и шевронными зубьями.
Сущность метода заключается в том, что режущему инструменту и заготовке колеса сообщаются такие взаимосвязанные движения, которые обеспечивают получение требуемого профиля зубьев.
В процессе обработки инструменту, кроме обкаточного движения, дополнительно сообщается движение подачи. Воспроизводится зацепление зубчатой пары.
Требование высокой точности и плавности зацепления зубчатых колес привели к созданию специальных зуборезных станков. Производительность зубонарезания повысилась. Наиболее распространенными являются станки, образующие профиль зуба путем фрезерования или долбления режущими кромками инструмента в непрерывном процессе обкатки. При обработке долблением получается более правильный профиль, чем при фрезеровании, так как в этом случае неточности инструмента значительно меньше отражаются на профиле зуба, но зато возникающие при обработке удары вредно влияют на станок и инструмент. Вследствие этого метод долбления применяется главным образом для чистового нарезания зубьев; метод фрезерования двух - или трехзаходными фрезами, как наиболее производительный, применяется главным образом для чернового нарезания, фрезерование однозаходными фрезами применяется для чистового нарезания. Методом фрезерования можно нарезать большее количество видов зацепления.
3. Нарезание цилиндрических зубчатых колес дисковыми фрезами
Нарезание цилиндрических зубчатых колес с прямым зубом можно выполнить на горизонтальных и универсальных фрезерных станках при помощи делительной головки модульными дисковыми фрезами.
Такие фрезы стандартизированы для всего ряда модулей от 0,3 до 16 мм. Для каждого модуля применяется комплект фрез из 8, 15 или 26 штук для чисел зубьев нарезаемых колес от 12 и более. Каждая фреза, входящая в набор, нарезает несколько зубчатых колес в определенном диапазоне чисел зубьев.
Таблица 3.1
Таблица комплектов дисковых модульных фрез из 8 и 15 штук
Профиль резьбы каждого номера соответствует профилю впадины колеса, имеющего наименьшее число зубьев для этого диапазона. Остальные колеса данного диапазона будут нарезаться такой фрезой с некоторыми погрешностями. Чем больше фрез в наборе, тем точнее будут нарезаны колеса. Чаще всего применяют набор фрез 8 штук, обработка которыми позволяет получать зубчатые колеса 9-й степени точности, но для более точных колес берут наборы 15 и 26 штук.
Рисунок 3.1 - Схемы нарезания зубчатых колес методом копирования:
а - дисковой модульной фрезой цилиндрического колеса с прямыми зубьями; б - дисковой модульной фрезой цилиндрического колеса с винтовыми зубьями
Зубчатые колеса обычно нарезаются по одной или по несколько штук на оправке, что увеличивает производительность за счет времени, затрачиваемого на врезание или выход фрезы, а также за счет вспомогательного времени.
Если же на шпиндельной оправке положить две или три фрезы, каждая из которых будет прорезать впадины зубьев у одной группы заготовок, то производительность будет еще больше. В этом случае применяют многошпиндельные делительные головки. Применение для этих целей полуавтоматических станков, у которых все вспомогательные движения (подход заготовок к фрезам, отход их в исходное положение, поворот заготовок на один зуб и останов станка) совершаются автоматически, также повышает производительность.
Нарезание зубьев цилиндрических колес средних модулей 8-й и 9-й степеней точности можно производить одновременно двумя фрезами.
В зависимости от профиля зубцов различают дисковые зуборезные (модульные) фрезы: острозаточенные и затылованные.
Рисунок 3.2 - Дисковые модульные фрезы:
а - острозаточенные; б - затылованные
В обоих случаях передняя грань АВ (рисунок 3.2) радиальна, т.е. направлена по радиусу фрезы. Разница между фрезами с острозаточенными и затылованными зубцами заключается в конструкции задних граней зубцов.
Фрезы с острозаточенными зубцами имеют прямолинейную заднюю грань ВС и затачиваются по задней грани. Заточка производится под углом б=7-10°, который носит название заднего угла. Назначение заднего угла заключается в том, чтобы уменьшить трение между задней гранью и обрабатываемым металлом. Недостаток фасонной фрезы с острозаточенными зубцами заключается в том, что после переточки её фасонный профиль несколько искажается, вследствие чего эти фрезы применяются только для обдирки (предварительного нарезания) зубцов. Эти фрезы, имеющие трапецеидальный профиль, изготовляются, начиная от модуля 4 и выше.
Стоимость изготовления фрезы всегда бывает ниже стоимости изготовления фрезы того же модуля с затылованными зубцами.
Затылованные фрезы имеют зубцы, задние грани ВС которых обтачиваются по спирали. Заточка этих фрез производится по передней грани АВ. Крупное достоинство такой фасонной фрезы заключается в том, что после переточки она сохраняет свой фасонный профиль. Вот почему дисковые зуборезные фрезы для чистового нарезания зубцов всегда изготовляются с затылованными зубцами.
4. Нарезание цилиндрических зубчатых колес пальцевыми фрезами
Такими фрезами нарезают зубья средних и крупномодульных цилиндрических, шевронных колес, реек и др.
Пальцевые модульные фрезы для чистовой и черновой обработки отличаются незначительно. На черновой фрезе делают стружколомательные канавки (рисунок 4.1) с шагом от 5 до 30 мм, передний угол г=8-10°.
Рисунок 4.1 - Пальцевая модульная фреза
Комплект состоит из трех черновых фрез (для каждого модуля). Для чистовой обработки применяют комплект из 15-ти чистовых фрез, передний угол г= 0°. Для черновой обработки применяются острозаточенные фрезы, их заточка производится по задней поверхности, что уменьшает диаметр фрезы.
Для чистовой обработки применяются затылованные фрезы. Их заточка производится по передней грани.
В условиях массового производства применяют для нарезания зубчатых колес зубодолбежную резцовую головку, работа которой основана на методе копирования (рисунок 4.2). Головка имеет столько радиально расположенных фасонных резцов, сколько впадин (зубьев) у нарезаемого колеса. Контур этих резцов точно соответствует форме впадин нарезаемого зубчатого колеса.
Рисунок 4.2 - Зубодолбёжная головка для нарезания цилиндрических зубчатых колес
Эти головки имеют диск 1 с прямоугольными пазами, число которых равно количеству впадин зубьев на нарезаемом колесе. В эти пазы устанавливаются взаимозаменяемые резцы 5 и затем к диску привертывают кольцо 2. Во время работы заготовке 6 сообщают возвратно-поступательное перемещение в вертикальном направлении, а резцам - периодическое радиальное движение подачи, при котором они постепенно приближаются к центру. Резцы прорезают впадины, когда заготовка движется вверх. Перед началом каждого двойного хода заготовки резцы сближаются. К началу движения заготовки вниз резцы разводятся так, чтобы устранить их трение с обрабатываемой поверхностью. Радиальную подачу резцов осуществляют кольцом 3; когда нужно подать резцы к центру, его опускают (кольцо внутренним конусом перемещает резцы). Раздвигают резцы перемещением кольца 4 вверх.
Обработка всех впадин зубчатого колеса производится одновременно и заканчивается после подачи резцов на полную глубину впадин.
При работе такими многорезцовыми головками производительность, по сравнению с производительностью при работе на обычных станках, увеличивается в 8-10 раз.
Применение многорезцовой головки исключает применение делительного механизма, что упрощает конструкцию станка.
К недостаткам этого способа относятся сложность изготовления резцовой головки и необходимость иметь для каждого зубчатого колеса отдельную резцовую головку.
5. Нарезание цилиндрических зубчатых колес червячными фрезами
Высокая производительность, точность 8-й и 9-й степеней, универсальность обработки обусловили широкое распространение этого метода. В процессе обработки, движущиеся прямолинейные режущие кромки червячной фрезы воспроизводят в пространстве зубья рейки, находящейся в зацеплении с колесом.
В результате взаимной обкатки фрезы и нарезаемого колеса, а также движение фрезы вдоль заготовки, на последней образуются прямые или косые зубья. Движение точно согласовано с числом оборотов фрезы. За время одного оборота фрезы заготовка должна повернуться на К зубьев, где К - число заходов фрезы.
Фреза закрепляется в суппорте, который должен быть повернут так, чтобы ось фрезы была наклонена под углом б подъема винтовой линии витков фрезы. Нарезаемое зубчатое колесо устанавливается на столе станка; он имеет перемещение по станине для установки на глубину зуба и вращательное движение, благодаря которому осуществляется обкатка зубчатого колеса по отношению к червячной фрезе. Суппорт с фрезой осуществляет подачу движением вдоль зубчатого колеса. При фрезеровании зубчатых колес с косым зубом фреза устанавливается с учетом наклона винтовой линии витков фрезы и угла спирали зуба зубчатого колеса. Если направление наклона витков линии фрезы и нарезаемого зубчатого колеса одинаковое, т.е. если фреза и зубчатое колесо правозаходные или левозаходные, то угол установки фрезы равен разности углов фрезы и зубчатого колеса.
Для черновых ходов применяются двух - или трехзаходные фрезы, которые увеличивают производительность, но снижают точность обработки по сравнению с однозаходными. Поэтому они используются главным образом для предварительного нарезания зубьев.
Нарезать червячные зубчатые колеса можно:
· способом радиальной подачи;
· способом тангенциальной подачи;
· комбинированным способом.
Рассмотрим нарезание червячных колес и цилиндрических косозубых колес при осуществлении радиальной и тангенциальной подач.
Рисунок 5.1 - Нарезание зубьев цилиндрического колеса червячной фрезой
При нарезании червячных колес ось фрезы устанавливают перпендикулярно оси вращения заготовки (рисунок 5.1), при этом в станке должны быть обеспечены основные движения: главное вращательное движение фрезы V; вращательное движение изделия (заготовки) V3; движение радиальной Sp подачи. Радиальная подача прекращается при достижении полной глубины фрезерования. При тангенциальной подаче Sm фрезу устанавливают сразу на полную глубину фрезерования, а врезание фрезы в заготовку производится перемещением ее вдоль собственной оси.
Способ зубофрезерования с радиальной подачей отличается более высокой производительностью. Однако при этом способе число прорезов, приходящихся на один зуб, сравнительно мало и поэтому не достигается высокая точность. К тому же, при радиальной подаче фреза работает лишь небольшим участком своей линии, вследствие чего и изнашивается неравномерно; это также влияет на точность профиля зубьев нарезаемого колеса.
Заключение
В настоящее время мировая станкостроительная промышленность добилась больших успехов в области производства зубообрабатывающих станков. Устарелые станки заменены новыми - более прогрессивными, освоено производство большого числа новых зуборезных и контрольно-обкатных станков, значительно повысился и качественный уровень выпускаемого оборудования. Достигнуты определенные успехи в области теории нарезания различных типов зубчатых колес, разработаны более совершенные способы обработки.
В данной работе были показаны способы обработки зубчатых колес, применяемых на зубообрабатывающих станках при обработке способами копирования и обкатки. Более подробно описана кинематика цилиндрических зубчатых колес дисковой, пальцевой и червячной фрезами, их достоинства и недостатки. Наглядно показаны различные конструкции и детали зубообрабатывающих станков, приведены их технические характеристики, рассмотрены особенности их работы.
Список использованной литературы
1. Базров, Б.М. Основы технологии машиностроения: учебник для вузов / Б.М. Базров. - М.: Машиностроение, 2007. - 736с.
2. Лоскутов, В.В. Зуборезные станки/ В.В. Лоскутов. - М.: Машиностроение, 1967. - 41 с.
3. Металлорежущие станки: учебник для машиностроительных вузов/ под ред.В.Э. Пуша. - М.: Машиностроение, 1985. - 256 с.
4. Жиганов, В.И. Совершенствование технологической системы металлорежущих станков/ В.И. Жиганов, Ю.А. Сахно, Е.Ю. Сахно. - Ульяновск: УГСХА, 2009. - 180 с.
5. Полохин, О.В. Нарезание зубчатых профилей инструментами червячного типа/ О.В. Полохин, А.С. Тарапанов, Г.А. Харламов. - М.: Машиностроение, 2007. - 240 с.
6. Технология машиностроения: Учеб. пособие / И.С. Иванов. - М.: ИНФРА-М, 2010. - 192 с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Классификация зубчатых передач по эксплуатационному назначению. Система допусков для цилиндрических зубчатых передач. Методы и средства контроля зубчатых колес и передач. Приборы для контроля цилиндрических зубчатых колес, прикладные методы их применения.
реферат [31,5 K], добавлен 26.11.2009Материал для изготовления зубчатых колес, их конструктивные и технологические особенности. Сущность химико-термической обработки зубчатых колес. Погрешности изготовления зубчатых колес. Технологический маршрут обработки цементируемого зубчатого колеса.
реферат [16,6 K], добавлен 17.01.2012Принцип зубофрезерования цилиндрических колес червячной фрезой. Методы и основные способы нарезания зубьев. Инструмент для нарезания цилиндрических зубчатых колес. Зажимные приспособления, зубофрезерные станки и их основные технические характеристики.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 14.01.2011Требования предъявляемые зубьям шестерен. Термическая обработка заготовок. Контроль качества цементованных деталей. Деформация зубчатых колес при термической обработке. Методы и средства контроля зубчатых колес. Поточная толкательная печь для цементации.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 10.01.2016Описание цикла изготовления зубчатых колес и роль процессов, связанных с формообразованием зубьев. Изучение различных методов нарезания зубьев цилиндрических зубчатых колёс: фрезерование, долбление, закругление, шевингование, шлифование, строгание.
контрольная работа [804,3 K], добавлен 03.12.2010Расширение технологических возможностей методов обработки зубчатых колес. Методы обработки лезвийным инструментом. Преимущества зубчатых передач - точность параметров, качество рабочих поверхностей зубьев и механических свойств материала зубчатых колес.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 23.02.2009Виды повреждений зубчатых колес и причины их возникновения. Типы поверхностных макроразрушений материала зубьев. Зависимость между твердостью рабочих поверхностей зубьев и характером их повреждений. Расчет нагрузочной способности зубчатых колес.
реферат [24,1 K], добавлен 17.01.2012Виды зубчатых передач. Параметры цилиндрических зубчатых передач внешнего зацепления. Виды разрушения зубьев. Критерии расчета зубчатых передач. Выбор материалов зубчатых колес и способов термообработки. Допускаемые напряжения при пиковых нагрузках.
курс лекций [2,2 M], добавлен 15.04.2011Параметры цилиндрических косозубых колес. Конструкции и материалы зубчатых колес, их размеры и форма. Конические зубчатые передачи и ее геометрический расчет. Конструкция и расчет червячных передач. Основные достоинства и недостатки червячных передач.
реферат [2,0 M], добавлен 18.01.2009Применение фасонных резцов для обработки поверхностей на токарных станках. Подготовка чертежа к расчету резца и проектирование его державки. Расчет шпоночной протяжки. Расчет червячной фрезы для цилиндрических зубчатых колес с эвольвентным профилем.
курсовая работа [95,2 K], добавлен 08.02.2009Изучение теоретических основ нарезания зубчатых колес методом обкатки зубчатой рейкой. Построение профилей колес с помощью прибора. Фрезерование зубьев цилиндрического колеса. Форма зуба в зависимости от смещения. Положение рейки относительно колеса.
лабораторная работа [1,8 M], добавлен 04.06.2009Определение передаточного отношения и разбиение его по ступеням, окружных и угловых скоростей зубчатых колес и крутящих моментов на валах с учетом КПД. Материал и термообработка зубчатых колес. Кинематический и геометрический расчет зубчатой передачи.
курсовая работа [54,1 K], добавлен 09.08.2010Кинематический и силовой расчет, выбор передаточных чисел ступеней привода скребкового транспортера. Выбор материалов зубчатых колес и расчет допускаемых напряжений. Расчет валов и зубчатых колес, конструктивные размеры колес и корпуса редуктора.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 14.12.2011Определение вращающих моментов на валах. Предварительные основные размеры колеса. Расчеты цилиндрических зубчатых передач. Размеры быстроходного вала. Пригодность заготовок колес. Силы в зацеплении. Проверка зубьев колес по контактным напряжениям.
курсовая работа [781,9 K], добавлен 16.06.2015Расчет и проектирование двухступенчатого цилиндрического редуктора. Определение основных элементов зубчатых передач по ступеням: расчет на контактную и изгибную прочность зубчатых колес, позволяющий определить модули колес. Выбор подшипников качения.
курсовая работа [467,2 K], добавлен 10.05.2011Проектирование червячной передачи. Проектирование цилиндрической зубчатой передачи. Расчет мертвого хода редуктора. Точность зубчатых и червячных передач. Допуски формы и расположения поверхностей зубчатых колес, червяков. Конструктивные элементы валов.
курсовая работа [85,3 K], добавлен 02.05.2009Определение мощности, частоты вращения и крутящего момента валов редуктора. Проектный и проверочный расчет зубчатых передач. Конструирование зубчатых цилиндрических и конических колес. Выбор посадок для внутреннего кольца подшипника, выбор муфт.
курсовая работа [348,6 K], добавлен 19.10.2022Типовые технологические маршруты изготовления зубчатых колес и влияние технологических факторов на динамику, виброактивность, ресурс и надежность работы передач. Оценка качества поверхностного слоя зубьев и основные операции процесса их изготовления.
реферат [21,7 K], добавлен 01.05.2009Выбор двигателя и кинематический расчет привода. Расчет зубчатых колес редуктора, его компоновка. Проверка долговечности подшипников. Конструирование зубчатых колес. Посадки подшипников. Конструктивные размеры корпуса редуктора. Подбор и расчёт муфты.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 18.06.2015Выбор электродвигателя, кинематические расчеты. Определение вращающего момента на валах редуктора. Расчеты зубчатых колес, валов. Выбор подшипников, муфты, материала; эскизное проектирование. Конструктивные параметры зубчатых колес, корпуса редуктора.
курсовая работа [215,3 K], добавлен 26.06.2016
