Нарезание цилиндрических зубчатых колес с винтовыми (спиральными) зубьями

При нарезании цилиндрических зубчатых колес с винтовыми зубьями ось фрезы устанавливается под углом j^o, равным s_о°±w°, к торцовой плоскости заготовки (рис.18), где s_о°- угол наклона нарезаемых зубьев, а w° - угол подъема витков фрезы на делительном диаметре. Знак плюс берется при разноименных направлениях винтовых линий у нарезаемого колеса и фрезы. Знак минус - при одноименных направлениях винтовых линий.

Рис. 18. Схема установки фрезы при нарезании винтовых зубьев: 1 - фреза. 2 - заготовка.

Для нарезания зубчатых колес с винтовыми зубьями необходимы те же движения, что и для нарезания прямозубых колее, кроме того, заготовке сообщается еще одно дополнительное, медленное, вращение в одном или другом направлении.

Представим себе начальный цилиндр заготовки такой длины, чтобы на нем разместился полный виток винтового зуба (рис. 19). Сделав развертку спирали на плоскости, получим прямоугольный треугольник а b с, в котором: Т - шаг нарезаемой спирали в мм; s_о°-угол наклона зуба; D_нач - начальный диаметр в мм.

Рис. 19. Схема образования винтового зуба.

Если при нарезании прямого зуба за один оборот заготовки фреза перемещается по вертикали на величину вертикальной подачи из точки 1 в точку 2, то при нарезании винтового зуба фреза должна за то же время переместиться из точки 1 в точку 2 '. Как видно из рисунка, для обеспечения этого условия необходимо, чтобы заготовка повернулась дополнительно на величину Dx. За второй оборот заготовки фреза должна переместиться по вертикали на величину s_b и попасть из точки 2' в точку 3', для чего заготовка снова повернется дополнительно на величину Dx и т.д.

Сумма s_b дает величину шага SS_B=T, а сумма Dx - величину SDx =pD_нач. Отсюда следует, что для получения винтовых зубьев необходимо, чтобы за период опускания фрезы по вертикали на величину шага Т нарезаемой спирали, заготовка совершила один дополнительный оборот. Это дополнительное вращение заготовки осуществляется по отдельной кинематической цепи (цепь дифференциала).

Направление дополнительного вращения заготовки может совпадать с направлением ее основного вращения или быть ему противоположным в зависимости от направления винтовых линий фрезы и нарезаемого зубчатого колеса. Изменение направления дополнительного вращения заготовки осуществляется установкой паразитного зубчатого колеса в гитаре дифференциала.

Конечными элементами кинематической цепи дополнительного вращения заготовки являются ходовой винт вертикальной подачи и заготовка.

Расчетные перемещения цепи запишутся:

Они связаны червячными передачами 27-4, 27-4, колесами 21-27, 32-27, а₂-b₂, c₂-d₂, 2-30, дифференциалом, передачей e-f, гитарой a-b, c-d, червячной передачей 1-84.

Уравнение кинематической цепи дифференциала будет:

Так как при нарезании винтовых зубьев дифференциал включен, то i_дифф=1/2.

При и получим формулу 4. Подставив эти значения и сделав все необходимые преобразования, получим:

Шаг спирали:

где m_т—торцовый модуль нарезаемого зубчатого колеса; m_н - нормальный модуль нарезаемого зубчатого колеса; z - число зубьев нарезаемого колеса; _о° - угол наклона спирали зуба.