Зубонарезание. Разновидности зубчатых колес

Зубчатые передачи применяют в коробках передач тракторов и автомобилей, редукторах, передних бабках станков, коробках передач, передаточных механизмах станков и т.п.
Зубчатые передачи, используемые в различных механизмах и машинах, делят на цилиндрические, конические, червячные, смешанные и гиперболоидные (винтовые и гипоидные).
Разновидности ЗП

а – цилиндрическая; б – коническая; в – червячная;
1 – шестерня; 2 – зубчатое колесо; 3 – червяк;
4 – червячное колесо
Разновидности ЗП

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.
Разновидности зубчатых колес

Зубонарезание -процесс обработки зубьев
зубчатых колёс и др. деталей, имеющих зубья,
на зубообрабатывающем станке путём снятия
стружки зуборезным инструментом.
Зубонарезание бывает черновое и чистовое.
При черновом зубонарезании снимается
большая часть припуска, а профиль
зуба ещё не получает окончательной формы.
Чистовое зубонарезание бывает либо
окончательным процессом, либо после него
производят упрочняющую обкатку зубьев,
термическую обработку с последующим
зубошлифованием или доводкой.

В настоящее время зубчатые колеса
нарезают в основном двумя методами:
методом копирования и методом обката
или огибания.

По методу копирования впадины между
зубьями образуются инструментом,
имеющим профиль впадины – дисковой
фрезой, пальцевой фрезой, протяжкой,
шлифовальным кругом. Точность этого
метода понижена.

а – дисковой фрезой; б – концевой фрезой;
1 – заготовка; 2 – дисковая фреза; 3 – концевая фреза
Нарезание зубьев по методу копирования

По методу обкатки зубья нарезают
инструментом в виде рейки-гребёнки,
червячной фрезы или шестерни, долбяка.
Нарезание происходит в процессе
принудительного зацепления инструмента с
заготовкой на зуборезном станке. Метод
обкатки даёт непрерывный процесс нарезания,
что обеспечивает повышенную
производительность и точность по
сравнению с методом копирования.

Кроме нарезания применяют также метод
накатывания зубьев, который повышает
прочность на 15-20%. Точные зубчатые
колёса подвергают шлифованию и
притирке.

Зуборезный инструмент- металлорежущий
инструмент для обработки зубчатых колёс,
червячных и храповых колёс, шлицевых
валиков и др. деталей с зубьями. В зависимости
от метода зубонарезания применяют
модульные дисковые или пальцевые фрезы и
зуборезные головки для работы методом
копирования, зуборезные гребёнки, червячные
фрезы, долбяки, зубострогальные резцы и
резцовые головки для работы методом обкатки.

Дисковая фреза является фасонной и имеет
затылованный зуб, профиль которого в
радиальной плоскости соответствует профилю
впадины нарезаемого зубчатого колеса.
Дисковые модульные фрезы изготовляются
наборами из 8, 15 и 26 шт. Каждая фреза
набора используется для нарезания зубчатых
колёс с определенным модулем и числом зубьев
в определённом диапазоне, которые могут быть
использованы лишь в неответственных
тихоходных передачах.

Концевые фрезы представляют собой
группу фрез, отличающихся креплением в
шпинделе фрезерного станка. Крепление
фрез в шпинделе станка производят при
помощи цилиндрического или
конического хвоста. Зубья на
цилиндрической части конструируют
аналогично зубьям цилиндрических фрез,
а на торцовой части аналогично зубьям
на торцовой части торцевых фрез

Зубофрезерование является самой распространенной,
но трудоемкой операцией для обеспечения высокого
качества изготовления зубчатых колес, ее следует
производить на жестких с мощным электродвигателем
высокопроизводительных станках на повышенных
режимах резания с применением многозаходных
червячных фрез. Зубофрезерование производят
червячной фрезой диаметром 76 мм и длиной 100 мм
при скорости резания 62 м / мин.

Червячная фреза применяется для чернового и чистового
нарезания зубчатых колёс. Различают фрезы для нарезания:
цилиндрических колёс с прямыми и косыми зубьями; червячных
колёс ; конических колёс с криволинейными зубьями и глобоидных
колёс. Наибольшее распространение при обработке
цилиндрических зубчатых колёс с прямыми и косыми зубьями
имеют червячные фрезы с прямолинейным профилем в
нормальном сечении, а также архимедовы червячные фрезы с
прямолинейным профилем в осевом сечении. Фрезы
изготавливаются однозаходные цельные из быстрорежущей стали
Р-18 или сборные. Для зубчатых колёс с модулем от 5 до 15 мм
применяют сборные фрезы с наружным диаметром менее 120 мм
со вставными гребёнками, а для модулей более 15 мм — с
наружным диаметром более 120 мм со вставными зубьями.
Червячными фрезами, оснащенными пластинами из твёрдых
сплавов, нарезают зубчатые колёса с модулем меньше 5 мм.

Схема фрезерования зубьев червячной фрезой

Зуборезные долбяки используются для нарезания цилиндрических
колес любого типа. Однако долбяки имеют и особые области
применения, в которых другие типы инструментов применять
нельзя или нерационально. Это нарезание зубьев «в упор» на
блочных колесах и на колесах с буртиками, нарезание колес
внутреннего зацепления и т. п. Зуборезный долбяк представляет
собой зубчатое колесо, сопряженное с обрабатываемым колесом,
превращенное в режущий инструмент.

Шевингование – комбинированный процесс обработки
зубчатых заготовок по методу свободного обката,
основанный на срезании металла с заготовки
вследствие скольжения зубьев инструмента
относительно зубьев обрабатываемой заготовки за счет
вне полюсного зацепления и тонкого пластического
деформирования (выглаживания боковых поверхностей
зубьев).

1 – зубья колеса; 2 – шлифовальные круги
Схема шлифования зубьев методом обкатки