Для каждой степени точности установлены нормы: кинематической точности колеса; плавности работы колеса; контакта зубьев; бокового зазора.

 

Нормы кинематической точности определяют значение наибольшей погрешности угла поворота зубчатых колёс за оборот при зацеплении с точным колесом. Эта погрешность возникает при нарезании зубчатых колёс вследствие погрешностей взаимного расположения заготовки обрабатываемого колеса и режущего инструмента, а также вследствие кинематической погрешности зуборезного станка. Показателем кинематической точности является предельная кинематическая погрешность ∆F’i

 

                      Рис 205 а

 

Кинематическую погрешность можно оценить также предельной накопленнойпогрешностью окружного шага Fi, являющейся наибольшей погрешностью во взаимном расположении двух любых одноимённых профилей зубьев по одной окружности колеса.

 

                      Рис 205б.

 

Показателем кинематической погрешности, обозначаемый υω служит также колебание длины общей нормали, т.е размер между наибольшей и наименьшей длинами общей нормали в одном и том же колесе.

 

Норма плавности работы зубчатого колеса определяет составляющую а полной погрешности углов поворота зубчатого колеса, многократно повторяющуюся за оборот колеса.

                                  Рис 205 г.

 

 

Показателем плавности работы колес является циклическая погрешность f ’i, которая представляет собой среднее значение размаха колебаний кинематической погрешности зубчатого колеса по всем циклам за оборот колеса. Плавность работы зубчатого зацепления влияет на бесшумность и долговечность передачи.

Плавность работы колеса обеспечивается также ограничением предельного отклоненияосновного шага f pb, которое является разностью действительного и номинального расстояний между двумя взаимно параллельными касательным к двум соседним одноимённым профилям колеса.

 

                                  Рис 205,д

 

Погрешность профиля f f   характеризует расстояние по нормали между двумя теоретическими профилями зуба колеса, ограничивающими действительный профиль в пределах его рабочего участка.

 

Нормы контакта зубьев определяют точность выполнения сопряжённых зубьев в передаче. Пятном контакта называется часть боковой поверхности зуба колеса, на которой располагаются следы прилегания его к зубьям парного колеса после вращения передачи при лёгком торможении.

 

                                  Рис 205,ж

 

Норма точности определяется относительными размерами пятна контакта (в процентах):

1)по длине зуба – отношением расстояния а между крайними точками следов прилегания за вычетом разрывов с, превосходящих размер модуля, к полной длине В зуба (рис 205,ж):

                      [(а-с)/В]100;

 

2)по высоте зуба – отношением средней высоты hср пятна прилегания по всей длине зуба к рабочей высоте hз зуба:

                                                 

                      (hср/hз)100.

 

Боковым зазором называется зазор между зубьями сопряжённых колёс в передаче, обеспечивающий свободный поворот одного из колёс при неподвижном втором колесе. Боковой зазор определяется в сечении, перпендикулярном направлению зубьев, в плоскости, касательной к основным цилиндрам.

Гарантированный боковой зазор обозначают сп.

В ГОСТ 1643-81 предусмотрены нормы боковых зазоров, которые в соответствии с эксплуатационными требованиями могут быть различными. Необходимый зазор получают в основном в результате смещения исходного контура.

Для зубчатых колёс в передаче установлены шесть видов сопряжений: А,В,С,D,Е.Н – и восемь видов допуска на боковой зазор, обозначаемых в порядке его возрастания буквами h,d,c,b,a,z,y,x

В таблице приведены виды сопряжений в зависимости от диапазонов степеней кинематической точности зубчатых передач. Точность изготовления цилиндрических зубчатых колёс и передач задаётся степенью точности, а требования к боковому зазору – видом сопряжения по нормам бокового зазора.

 

 

Виды сопряжений.	А	B	C	D	E	H
Степени кинематической точности.	3…12	3…10	3…9	3….8	3….7	3…7

 

Основное время нарезания прямозубых цилиндрических зубчатых колёс

 

Элементы, характеризующие точность конических колёс, в основном те же, что и для цилиндрических, за исключением некоторых особенностей. Так, большинство элементов конического колеса определяется в торцевом сечении делительного конуса, т.е поверхности, являющейся в процессе нарезания колеса по методу обкатки начальной по отношению к обкатывающему конусу. Торцевое сечение – сечение колеса сферической поверхностью, центр которой совпадает с вершиной делительного конуса.

Нормы точности и допуски для конических колёс определены ГОСТ 9368-81 и ГОСТ 1758-81.

Для червяков и червячных колёс нормы точности и допуски определены ГОСТ 9774-81 и ГОСТ 3675-81. Также как и для цилиндрических колёс, предусмотрено 12 степеней точности: 3,4,5 и 6-я степени установлены для кинематических червячных передач с регулируемым взаимным расположением червяка и колеса; 5,6,7,8 и 9-я степени – для силовых червячных передач с нерегулируемым взаимным расположением червяка и колеса; для 1,2,10,11 и 12-й степеней допуски и отклонения не предусмотрены.

В зависимости от степени точности установлены нормы: отклонений элементов червяка, отклонений элементов червячного колеса; кинематической точности передачи; циклической точности передачи; полноты контакта боковых поверхностей зубьев колеса и витков червяка. Нормы точности кинематической, циклической и полноты контакта определяют по червячному колесу.

 

          Основные методы обработки зубьев цилиндрических и конических колёс.

  

Выбор метода обработки зубчатых колёс находится в непосредственной зависимости от установленной нормы точности различных их элементов, а также о основных требований к передачам в процессе их эксплуатации. С этой точки зрения зубчатые передачи можно разбить на следующие группы: 1) силовые передачи больших мощностей и высоких скоростей; основное требование – обеспечение высоких КПД; 2) силовые промышленные и транспортные передачи при средних скоростях в станкостроении; требования- постоянство передаточного отношения и плавность хода; 4) передачи в автомобилестроении; требования – плавность и лёгкость хода, отсутствие шума; 5) кинематические передачи в точных приборах; требования – обеспечение постоянства передаточных отношений, отсутствие мёртвого хода. Установленные ГОСТом степени точности учитывают эти условия, допуская высокие технические показатели в одном направлении и низкие в другом.

Зубчатые колёса обрабатывают на разнообразных зубообрабатывающих станках. Зубья на колёсах нарезают двумя способами: копированием и обкаткой(огибанием). При копировании режущему инструменту придают форму впадины между зубьями, а затем производят обработку. При этом профиль инструмента копируется на обрабатываемую поверхности.

Зубонарезание способом копирования можно выполнять: последовательным нарезанием каждого зуба колеса модульной дисковой или пальцевой фрезой на универсальном фрезерном станке; одновременным долблением всех зубьев колеса; одновременным протягиванием всех зубьев колеса; круговым протягиванием. Способ копирования применяется г.о при изготовлении зубчатых колёс невысокой точности.

Современным, точным и производительным способом изготовления зубчатых колёс явл-ся нарезание зубьев по способу обкатки червячной фрезой, круглым долбяком, реечным долбяком (гребёнкой), зубострогальными резцами, резцовой головкой, накатыванием зубчатыми валками.

Способ обкатки заключается в том, что на зубчатом колесе образуются при совместном согласованном вращении (обкатке) режущего инструмента и заготовки. Так, при зубофрезеровании прямолинейные боковые режущие кромки зубьев червячной фрезы, имеющие в осевом сечении трапецеидальную форму, поочерёдно касаются нарезаемого зуба. Рассматривая последовательно положения зубьев фрезы видим, что профиль впадины получается постепенно и состоит из множества прямолинейных участков, образованных зубьями фрезы. Эти прямолинейные участки накладываются один на другой и практически образуют не ломаный, а криволинейный (эвольвентный) профиль зуба.

Зубчатые колёса 3…8 степеней точности нарезают методом обкатки. Сырые колёса 3…5-й степеней точности далее подвергают тщательной обработке шевингованием, шлифованием и последующей отделке на притирочных станках, после чего их закаливают токами высокой частоты (ТВЧ), исключающими деформацию поверхности. Зубчатые колёса, изготовленные по 6…8-й степени точности, обычно подвергают закалке в закалочных печах, дающих значительное искажение формы. Затем для сохранения формы у колёс с 6-й и 7-й степенями точности шлифуют боковые профили зубьев с базированием по отверстию, а у колёс с 8-й степенью точности шлифуют отверстие с базированием по впадине зуба. Зубчатые колёса, изготовляемые по 8---10-й степеням точности, нарезают в мелкосерийном производстве на фрезерных станках в делительной головке, причём для колёс, изготовляемых с 8-й степенью точности, фрезы тщательно профилируют по форме зубьев колеса.

Зубчатые колёса с 10 - й и 11-й степенями точности могут быть получены точной отливкой с последующей обработкой зубьев по шаблону.

          Фрезерование зубьев цилиндрических колёс и реек дисковыми и пальцевыми модульными фрезами.

Фрезерование зубьев колёс представляет собой разновидность фасонного фрезерования. В процессе работы фреза переносит (копирует) свой профиль во впадину зубьев, создавая, т.о, две половины профилей двух соседних зубьев. После нарезания одной впадины заготовка поворачивается на размер шага с помощью делительного механизма, фреза снова врезается и проходит по новой впадине между зубьями.

Такой способ применяют в единичном и мелкосерийном производстве, а также при ремонтных работах. Процесс ведут на горизонтально- фрезерных станках с делительными головками.

Основное время нарезания прямозубых цилиндрических зубчатых колёс модульной дисковой фрезой:

Т_о =(ℓ_о+ℓ_вр+ℓ_п)(1 + 1) zi + τzi  мин,

                 s_px s_обх m m

где ℓ_{о –} длина нарезаемого зуба, мм;

ℓ_вр- длина врезания инструмента, мм;

ℓ_п –длина перебега инструмента, мм;

z – число зубьев нарезаемого колеса;

s_px –подача при рабочем ходе, мм/мин;

s_обх – скорость обратного хода, мм/мин;

i – число ходов;

m –число одновременно нарезаемых колёс;

τ – время поворота заготовки на зуб, мин.

 

          Величина врезания

          ℓ_вр=√h(D_ф-h) + (1÷2) мм, где

h – высота зуба, мм;

D_ф – диаметр фрезы, мм.

 

Недостатком этого способа являются:

1. Низкая точность обработки зуба, т.к дисковые модульные фрезы изготовляют с приближёнными профилями зубьев, причём каждый типоразмер фрезы рассчитан на несколько смежных чисел зубьев нарезаемых колёс в определённом интервале. Обычно для каждого модуля изготовляют наборы дисковых фрез, охватывающие все числа зубьев и диаметры нарезаемых колёс. По стандарту имеется три набора из 8, 15 и 26 фрез, которыми с небольшой погрешностью, укладывающейся в пределы допуска, можно нарезать зубчатые колёса с разным числом зубьев. Для более точных работ применяют набор из 15 дисковых фрез, а для самых точных – из 26 дисковых фрез. Т.о, при этом способе нарезания получается лишь приближённый профиль зубьев на нарезаемом колесе.

2. Низкая производительность и высокая себестоимость обработки (большое машинное и вспомогательное время). Низкая производительность определяется прерывностью процесса обработки, вызывающей потери времени на врезание фрезы при изготовлении каждого очередного зуба, на индексирование (поворот) заготовки, на подвод заготовки к фрезе, а также относительно малым числом зубьев фрезы, работающих одновременно.

Для нарезания зубчатых колёс крупных модулей (больше 20 мм) способом копирования, особенно шевронных колёс,(способ обработки шевронных колёс применяют г.о в единичном производстве; более производительным методом явл-ся образование зуба тремя резцами на специальном зубострогальном станке, долбяком по методу обкатки двух цилиндрических колёс и методом обкатки зубчатой пары рейка – зубчатое колесо) применяют модульные пальцевые фрезы, т.к дисковые фрезы подрезают зуб встречного наклона. На зубчатых рейках зубья нарезают с помощью дисковых модульных фрез, на длинных рейках – на станках специального назначения, имеющих механизм деления на продольного движения рейки. Фрезеруют одной или двумя (и даже тремя) установленными рядом фрезами. При нескольких одновременно работающих фрезах одна (или соответственно две) из набора дисковых фрез служит для предварительной прорезки, а другая - для окончательного профилирования зубьев.

 

В современном машиностроении применяют зубодолбёжные станки, производительность которых значительно выше, чем при нарезании зубьев на фрезерных станках. Высокая производительность достигается тем, что в работе одновременно участвует столько резцов (долбяков), сколько нужно нарезать зубьев на заготовке, причём резцы имеют форму впадин зубчатого колеса.

 

                       Рис 208

 

Резцы 1 расположены радиально по отношению к заготовке 2. Процесс резания совершается при возвратно- поступательном вертикальном движении заготовки 2. Радиальная одновременная подача резцов 1 происходит в нижнем положении заготовки 2, когда заготовка выходит из зацепления с резцами.

Фрезерование зубьев цилиндрических колёс червячными фрезами наиболее широко применяется в промышленности. Червячная фреза представляет собой червяк, имеющий профиль осевого сечения винтовых ниток в виде зубчатой рейки, и продольные канавки, образующие режущие зубья рейки.

Зубчатая рейка обеспечивает зацепление с эвольвентными колёсами любого числа зубьев и червячная фреза может нарезать колёса с любым числом зубьев(того же модуля и угла зацепления) одинаково точно. В этом заключается одно из больших преимуществ нарезания зубьев колёс червячной фрезой.

В процессе нарезания червячная фреза и нарезаемое колесо находятся в состоянии относительного движения зацепления, соответствующего червячной передаче с передаточным числом i=n_ф/n_з=z_з/z_ф,

 

где n_ф и n_{з –} частоты оборотов фрезы и зубчатого колеса;

z_з и z_ф – число заходов червячной фрезы и число зубьев нарезаемого зубчатого колеса.

 

            Основное время нарезания прямозубых цилиндрических зубчатых колёс червячной фрезой

                       Т_о= (ℓ_о m+ ℓ_вр+ ℓ_п)  zi мин,

                                   snqm

где s – подача на один оборот зубчатого колеса, мм;

n –частота вращения фрезы, об/мин;

q – число заходов червячной фрезы (для чистовых проходов q = 1, для черновых q=2);

длина врезания ℓ_вр =(1,1÷1,2)√(D_ф-h) мм,

длина перебега ℓ_п= 2÷3 мм.

При резании червячная фреза вращается и движется поступательно в соответствии с вращением нарезаемого зубчатого колеса. Ось червячной фрезы 1 устанавливают под углом к плоскости торца нарезаемого колеса 2, равным углу подъёма нитки фрезы на её делительном цилиндре. Червячная фреза кроме вращения имеет ещё и поступательное движение подачи вдоль образующей боковой цилиндрической поверхности нарезаемого колеса. Процесс резания при этом происходит непрерывно и в нём участвует одновременно несколько режущих зубьев, благодаря чему этот способ нарезания зубьев явл-ся одним из наиболее производительных.

Червячную фрезу устанавливают или на полную высоту зуба (т.е глубину резания) при нарезании зубьев за один рабочий ход, или при нарезании зубьев с модулем более 8 ммза два рабочих хода – на 0,6 высоты зуба при первом и на 0,4 при втором рабочем ходе. Для чистового рабочего хода оставляется припуск от 0,5 до 1 мм на толщину зуба по начальной окружности (для размеров модуля 8…15 мм). Обычными червячными фрезами нарезают зубья как с нормальным, так и с корригированным профилем. В последнем случае фрезу соответственно условиям коррегирования смещают при установке, приближая её к заготовке или удаляя от неё.

Зубофрезерование можно производить при продольной, осевой и диагональной подачах.

При продольной подаче червячная фреза перемещается вдоль оси обрабатываемой детали, при осевой – вдоль собственной оси. Диагональная подача- это сочетание вертикальной подачи вдоль обрабатываемой детали и осевой подачи фрезы вдоль своей оси. При диагональной подаче выше стойкость инструмента и качество поверхности рабочего профиля зубьев колёс.

    

                       Основное время нарезания способом радиальной подачи

            Т_о= (h+ ℓ_вр)z,

                s_pnq

s_p – радиальная подача на один оборот заготовки, мм;

n –частота вращения фрезы, об/мин;

q – число заходов фрезы.

На зубофрезерных станках можно производить нарезание зубьев попутным или встречным фрезерованием; при этом попутное фрезерование эффективнее, т.к оно обеспечивает более благоприятные условия стружкообразования, меньшие колебания сил резания, меньшие вибрации при резании, что повышает стойкость инструмента и качество обработанной поверхности.

Значительная часть времени зубофрезерования расходуется на врезание, особенно при применении червячных фрез большого диаметра, т.к с увеличением диаметра фрезы возрастает длина врезания. Для прямозубых колёс средних модулей время врезания составляет 30-40% машинного времени. При осевом врезании подачу обычно несколько снижают по сравнению с последующей подачей при резании. Трудоёмкость врезания можно уменьшить  примерно на 30% заменой осевого врезания радиальным, сохраняя последующую продольную подачу; в этих условиях станок и инструмент в течение всего процесса обработки загружаются более равномерно.

Червячными фрезами нарезают как прямые, так и косые зубья цилиндрических колёс. В последнем случае ось фрезы устанавливают под углом к торцу нарезаемого колеса, равным сумме углов подъёма винтовой нитки фрезы и винтовой нитки (угла наклона зуба) нарезаемого колеса (при разных направлениях винтовых линий фрезы и колеса) и разности этих углов, если направления винтовых линий фрезы и нарезаемого колеса одинаковы.

Наиболее распространённым зубообрабатывающим станком явл- ся зубофрезерный станок для нарезания зубчатых колёс с прямыми и косыми зубьями, а также червячных колёс и червяков методом обкатки. Станок выполняет три движения: вращения червячной фрезы, вертикальную подачу фрезы, вращение заготовки.

 

                       Основное время нарезания способом тангенциальной подачи

 

                       Т_о = ℓ_о + ℓ_вр + ℓ_п = 2,94m√z мин

                                   s_тn           s_тs_фq

где ℓ_о + ℓ_вр + ℓ_п = 2,94m√z – величина перемещения фрезы, мм;

s_{т –} тангециальная подача фрезы за один оборот заготовки, мм;

s_{ф –} тангенциальная подача фрезы за один оборот;

n_{ф –} частота вращения фрезы, об/мин;

n – частота вращения заготовки, об/мин;

q – число заходов фрезы.

 

Нарезание зубьев цилиндрических колёс долбяком. Способ нарезания цилиндрического зубчатого колеса методом обкатки с помощью круглого долбяка заключается в том, что в процессе обработки колеса воспроизводится зубчатое зацепление двух цилиндрических колёс, одно из которых является режущим инструментом, а другое – заготовкой. Для обработки колеса необходимо, чтобы одно из колёс 1 или 2 зубчатой пары (на практике долбяк 1) совершало при обкатке возвратно- поступательное движение, в результате чего на заготовке образуются зубья.

Долбяк представляет собой зубчатое колесо, на торце которого заточкой образованы режущие кромки. Долбяк с прямыми зубьями предназначен для нарезания колёс с прямыми зубьями, а дисковый косозубый долбяк – для нарезания зубчатых колёс с косыми зубьями.

При нарезании зубьев с помощью реечного долбяка (гребёнки) воспроизводится зубчатое зацепление цилиндрического колеса с рейкой. При этом зубья можно нарезать двумя способами: обкаткой зубчатого колеса по гребёнке (колесо совершает вращательное и поступательное движения при неподвижной гребёнке) или гребёнки по зубчатому колесу (колесо совершает вращательное движение, а гребёнка – поступательное). Более распространён первый способ.

 

 

                       Основное время для нарезания зубьев зубчатых колёс на зубодолбёжных станках дисковыми долбяками

                                   Т_о = h + πmz  i мин,

                                      s_рn s_кn

где h – высота зуба, мм;

s_{р –} радиальная подача на один двойной ход долбяка,

n – число двойных ходов долбяка в минуту;

s_{к -}круговая подача зубчатого колеса на один двойной ход долбяка, мм;

m –модуль, мм;

z – число зубьев;

i – число ходов.

 

Зубонарезание прямозубых конических колёс. Для обработки конических зубчатых колёс применяют зубострогальные станки, работающие по методу обкатки одновременно двумя резцами.

При обработке небольших прямозубых конических колёс применяют круговое протягивание на специальных станках, где режущим инструментом явл-ся круговая протяжка. Круговая протяжка состоит из нескольких секций фасонных резцов (обычно 15 секций по пяти резцов в каждой), расположенных в порядке изменения профиля по периферии протяжки. Круговая протяжка, вращаясь с постоянной угловой скоростью, одновременно перемещается поступательно с различной скоростью на отдельных участках своего пути. Угловая скорость и характер поступательного движения круговой протяжки зависят от профиля копира станка, подбираемого применительно к обрабатываемому зубчатому колесу. Т.о, траектория рабочего движения каждого фасонного резца явл-ся совокупностью скоростей вращательного и поступательного движений протяжки.

При черновом протягивании круговая протяжка движется от вершины начального конуса зубчатого колеса к его основанию, а при чистовом – от основания к вершине.

За один оборот протяжки полностью обрабатывается одна впадина конического зубчатого колеса. Во время протягивания заготовка неподвижна; для обработки следующей впадины заготовку поворачивают на один зуб вокруг своей оси при подходе свободного от резцов сектора круговой протяжки.

Нарезание конических зубчатых колёс с криволинейными зубьями. Конические колёса с криволинейными зубьями обладают более высоким КПД, обеспечивают плавность и бесшумность работы передачи. Наиболее распространённым способом получения криволинейных профилей зубьев конических колёс явл-ся нарезание зубьев резцовыми головками. Станки для нарезания зубчатых колёс этим способом весьма производительны и обеспечивают высокое качество изготовления колёс.

 

Основные методы обработки зубьев червячных пар.

Элементами пары червячной передачи явл-ся червяк и червячное колесо, оси которых перекрещиваются  обычно под углом 90˚ (в некоторых механизмах тяжёлых станков применяют передачи с осями, перекрещивающимися под углом 45 ˚).

Червяки бывают цилиндрические и глобоидные. Сечение витков цилиндрического червяка осевой плоскостью представляет собой рейку с прямолинейными или криволинейными боковыми сторонами. Осевое сечение глобоидного червяка имеет форму круговой прямобочной рейки.

Среди цилиндрических червяков наибольшее распространение для неответственных передач получил винтовой, или архимедов, червяк, представляющий собой как бы обычный винт с трапецеидальной резьбой. Винтовая поверхность этого червяка образуется вращением вокруг оси и одновременным перемещением вдоль оси (за каждый оборот) прямой, проходящей через ось червяка и наклонённой под некоторым углом к оси; при сечении плоскостью, проходящей через ось червяка, витки имеют трапецеидальный профиль. Червячная пара с таким червяком обладает низким КПД и быстро изнашивается, поэтому её применяют в неответственных, тихоходных и слабонагруженных передачах.

Другой разновидностью цилиндрического червяка является эвольвентный червяк. Он представляет собой как бы цилиндрическое зубчатое колесо с эвольвентной винтовой поверхностью. В сечении червяка плоскостями, перпендикулярными оси основного цилиндра, получаются эвольвенты, от которых этот червяк и получил своё название. Червячные пары с эвольвентными червяками часто используют в ответственных передачах при больших нагрузках и скоростях, но изготовление таких передач требует применения специального оборудования и сложных методов обработки.

Третьей разновидностью цилиндрического червяка явл-ся червяк с прямолинейным профилем в нормальном сечении витка и с удлинённой эвольвентой боковой стороны витка в сечении, поперечном к оси. Такой червяк называют конволютным червяком. Он явл-ся разновидностью эвольвентного червяка. Эти червяки более просты в обработке, чем эвольвентные, и обеспечивают достаточную точность зацепления червячной передачи, имеют высокий КПД и износостойкость.

Глобоидные червяки обладают большой поверхностью соприкосновения витков червяка с зубьями червячного колеса, что обусловливает снижение давления, а следовательно, и износа поверхности зубьев червячной пары. Винтовая нитка у этого червяка образуется при винтовом движении профиля не по цилиндрической поверхности, а по поверхности глобоида. Несмотря на сложность изготовления, их широко применяют при передаче больших мощностей.

Нарезание червяков. Простейшим видом обработки червяков явл-ся нарезание их на токарном станке резцом с прямолинейным профилем. Для получения правильного профиля витков профиль резца должен иметь контур впадины между зубьями червяка в определённом его сечении и совмещаться при нарезании с плоскостью этого сечения.

Чтобы получить архимедов червяк, профиль резца с прямолинейными кромками должен быть совмещён с плоскостью, проходящей через ось червяка. Однако с увеличением угла подъёма витка нарезание червяка одним резцом становится затруднительным вследствие изменения размера угла, что приводит к выходу из строя режущего инструмента из-за выкрашивания режущей кромки. Поэтому архимедовы червяки при большом угле подъёма витков заменяют эвольвентными или конволютными.

Эвольвентный червяк  нарезают двумя резцами, профили режущих кромок которых совмещаются с двумя плоскостями, расположенными касательно к поверхности основного цилиндра с двух сторон. По мере увеличения диаметра основного цилиндра установка резцов выше и ниже центра вызывает определённые трудности вследствие изменений углов резания, поэтому при нарезании эвольвентных червяков применяют профильные резцы, соответствующие контуру нормального сечения впадины червяка с установкой плоскости профиля нормально к её оси.

Конволютный червяк нарезается резцом, установленным своим профилем в плоскости, параллельной оси червяка, выше или ниже её на определённую высоту или наклонно к ней, с совмещением оси симметрии профиля резца с осью червяка. Конволютные червяки с прямолинейным рабочим профилем обрабатывают двумя резцами.

Глобоидный червяк нарезают резцом с прямолинейной режущей кромкой, при этом ось резца вращается синхронно с нарезаемым червяком для производства относительного движения профилей зубьев червяка и червячного колеса в зацеплении. Этот вид червяка обрабатывают на зубофрезерном станке.

Червяки нарезают также профильным резцом и фрезами на фрезерных и резьбофрезерных станках. Нарезание червяков дисковой фрезой – более производительный способ обработки, но при этом искажается профиль червяка в результате подрезки, возникающей из-за различия углов подъёма витка у основания и вершины, особенно у многозаходных червяков. Поэтому этот способ обычно применяют для предварительной обработки профиля червяка. При нарезании дисковой фрезой с режущими кромками прямолинейного профиля ось вращения фрезы располагается под углом к оси червяка, равным углу подъёма витков червяка.

Различные виды червяков можно нарезать червячной фрезой на обычных зубофрезерных станках. Так, при обработке червячной фрезой с прямолинейными режущими кромками зуба изготовляют эвольвентные червяки.

Для нарезания архимедовых и конволютных червяков применяют специальные червячные фрезы с криволинейным профилем режущих кромок. Этот способ обработки при высокой производительности требует наличия сложного инструмента; т.к он приводит к искажению профиля поверхностей витков червяка, то его применяют для предварительной обработки.

Производительным методом обработки, обеспечивающим высокую точность, явл-ся нарезание червяка на специальных станках типа «Корнелис» долбяком. Долбяку сообщают движение подачи вдоль оси червяка. Кроме того, долбяку и червяку сообщается вращательное движение обкатки. В результате сочетания этих движений нарезаются все витки червяка. При этом методе обработки профиль поверхности червяка не искажается. Однако необходимость изготовления долбяков для каждого угла подъёма витков нарезаемых червяков увеличивает затраты на подготовку производства, поэтому применение этого метода экономично только в крупносерийном и массовом производстве.

            Червячные колёса нарезают на зубофрезерных станках с червячными фрезами тремя методами: радиальной подачи; тангенциальной подачи комбинированным методом.

 

При методе радиальной подачи заготовка, находясь всё время в зацеплении с червячной фрезой, подаётся в направлении фрезы до установленного размера, при этом фреза совершает только вращательное движение. На червячном колесе получается правильный профиль зубьев при полном зацеплении червячной фрезы с заготовкой. Недостаток указанного метода заключается в том, что червячная фреза работает не всеми режущими кромками и изнашиваются лезвия только средней части фрезы, постоянно находящиеся в контакте с заготовкой. Этим методом нарезают зубья червячного колеса на обычном зубофрезерном станке без дополнительного специального суппорта. Настройка цепи деления станка при этом аналогична настройке при нарезании цилиндрических зубчатых колёс с прямым зубом. Дополнительную настройку радиального перемещения стола производят в зависимости от заданной радиальной подачи.

При методе тангенциальной подачи заготовку червячного колеса устанавливают в размер межцентрового расстояния и фрезу вводят в зацепление с заготовкой, перемещая её в осевом направлении. Фреза имеет коническую заборную часть и, работая всеми своими режущими кромками, изнашивается равномерно. В процессе резания фреза не только вращается, но и перемещается поступательно по оси. При этом заготовка кроме основного вращательного движения, связанного с зацеплением, должна иметь дополнительное вращательное движение, скорость которого зависит от осевого перемещения фрезы, иначе зубья фрезы будут срезать зубья заготовки. Осевое перемещение фрезы и дополнительное вращение заготовки осуществляет специальный суппорт, который при нарезании червячных колёс устанавливают на зубофрезерном станке.

Комбинированный метод  нарезания червячных колёс представляет собой предварительное сочетание методов радиальной и тангенциальной подач, причём первый применяют для предварительного нарезания зубьев, а второй – для окончательной обработки. Под окончательную обработку оставляют соответствующий припуск, который должен компенсировать погрешность предыдущей обработки. При комбинированном методе применяют как червячные фрезы, так и профильные резцы, причём применение последних для окончательной обработки червячного колеса обеспечивает высокую точность.

 

                       Отделочные виды обработки зубчатых колёс.

Отделочные виды обработки зубчатых колёс бывают со снятием стружки (шевингование, шлифование, хонингование, притирка) и без снятия стружки (обкатывание). К отделочным работам со снятием стружки относят также зубозакругляющие операции, снятие фасок и заусенцев.

 

Шевингование зубьев применяют для незакалённых колёс. Оно заключается в том, что методом обкатки специального инструмента по зубчатому колесу с поверхности зуба снимают припуск размером 0,1…0,25 мм. В качестве инструмента применяют дисковый шевер – зубчатое колесо, на поверхности зубьев которого имеются узкие прорези, образующие кромки, или шевер- рейку с аналогичными зубьями.

Шевер для обработки прямозубых зубчатых колёс имеет винтовые зубья с углом подъёма 15˚, а для обработки косозубых – прямые зубья.

Из двух способов шевингования зубьев более распространёно шевингование с помощью дискового шевера. Шевингование поизводят на специальном станке.

Шевер, установленный под углом к оси обрабатываемого зубчатого колеса, получает принудительное вращение с частотой 250 об/мин, вызывая этим вращение зубчатого колеса, свободно установленного в центрах на оправке. Скрещивание осей приводит к продольному относительному скольжению зубьев шевера и зубчатого колеса. Столу сообщают продольную подачу 0,1…0,3 мм на один оборот зубчатого колеса. В конце хода стол подают в поперечном (вертикальном) направлении на 0,02…0,04 мм, после чего стол вращают в начальное положение. Число ходов стола зависит от размера припуска. При необходимости получить зубья бочкообразной формы, имеющие большое распространение в современных конструкциях, используют предусмотренную в станке качающуюся плиту с кронштейном и установленным в нём пальцем. Палец индексируется в копире, укреплённом на кронштейне, и, скользя по копиру, заставляет плиту в конце хода стола наклоняться, в результате чего шевер врезается в зубчатое колесо, формируя зубья у краёв более тонкими, чем в середине.

Обоаботка зубчатого колеса продолжается в течение 1ё2…14 двойных ходов стола, время на обработку одного зуба колеса равно 2…3 с. Погрешность обработанных шевингованием зубчатых колёс в среднем не превышает 0,005 мм по шагу и профилю и 0,03 мм по биению начальной окружности. Шероховатость поверхности Ra=0,63…0,16 мкм.

Зубошлифование осуществляют в основном двумя методами: обкаткой и профильным копированием с помощью фасонного шлифовального круга. Шлифованием достигают шероховатости поверхности Ra=0,4…0,1 мкм и точности основных параметров зубчатого колеса в пределах 4..6-й степеней точности независимо от размера оставляемого припуска.

При шлифовании методом обкатки воспроизводят зубчатое зацепление пары рейка- зубчатое колесо, в котором инструментом явл-ся рейка. Этот метод применяют на современных станках, используя шлифовальные круги различных видов.

Два шлифовальн