Коригування зубців циліндричних зубчастих передач

Із зменшенням числа зубців зубчастого колеса збільшується кри­вина евольвентного профілю і відповідно зменшується товщина зуб­ців в їх основі та на вершині. Якщо число зубців z менше від деякого граничного значення z_min, то при нарізуванні зубців інструменталь­ною рейкою відбувається підріз ніжок зубців (рис. 22.7, а).Це спри­чинює значне зменшення їхньої міцності. Мінімальне число прямих зубців, які можна нарізувати інструментальною зубчастою рейкою без підрізання, становить 17.

Щоб усунути явище підрізання зубців нормального евольвентного зачеплення, треба використати спеціальні способи виправлення їхньо­го профілю, які називаються коригуванням зубчастих зачеплень.

Коригуванням зубчастого зачеплення при z < z_min досягається не тільки підвищення міцності зубців на згин, а й контактної міц­ності. Крім цього, можна зменшити спрацьовування зубців та усуну­ти явища їхнього заклинювання. Коригування зачеплення дозволяє також вписати зубчасту передачу у наперед задану міжосьову від­стань.

Кориговане зачеплення відрізняється від нормального тим, що профілі зубців виконують іншими, більш доцільними для даної передачі відрізками евольвенти того самого основного кола. Кори­говані зубчасті колеса виготовляють на тому самому обладнанні та тим же стандартним інструментом, що й некориговані. Різниця полягає в тому, що для коригованих коліс інструмент встановлюють з де­яким зміщенням у радіальному напрямі. Заготовки зубчастих коліс виготовляють із зміненим діаметром, а початковий контур дістають із зміщенням, яке визначають за формулою

χ= x · m, (22.19)

де x– коефіцієнт зміщення; m– модуль зубців.

Коефіцієнт зміщення буде додатнім (х> 0), якщо інструмент зміщають від центра заготовки, і від'ємним (х < 0), якщо інструмент зміщають до центра заготовки.

На рис. 22.7,бпоказана форма зубців, що нарізані одним і тим же інструментом 1 на одній і тій же заготовці, але з різними коефіцієн­тами зміщення. Чим більше зміщення χ, тим віддаленішими від ос­новного кола діаметром d_b відрізками евольвенти окреслюється про­філь зубців. При цьому зменшується кривина евольвентного профілю і зубець в основі потовщується, а на вершині загострюється.

У нормальній зубчастій передачі коефіцієнти зміщення х₁ = x₂ = 0. Тому таку передачу називають нульовою.

Розрізняють висотну та кутову корекцію зубчастого зачеплення.

Зубчасті передачі з висотною корекцією виготовляють із коефіцієнтами зміщення шестірні x₁ і колеса x₂,які відповідають таким умовам:

x₁ = – х₂; x_Σ = x_l + х₂ = 0, (22.20)

де x_Σ – сумарний коефіцієнт зміщення.

При висотній корекції висота зубців залишається незмінною, але змінюється співвідношення висот головок та ніжок зубців і відповід­но змінюються діаметри кіл вершин зубців та впадин.

У зубчастих колесах із висотною корекцією висоту головок h_aзубців та ніжок h_fвизначають за формулами:

h_a = (h*_a + х) · m; h_f = (h*_a + с*– х) · m.(22.21)

Початкові кола при висотній корекції збігаються із ділильними і кут зачеплення не змінюється. Товщина зубців шестірні збільшуєть­ся, а зубців колеса зменшується, але сума товщин на ділильному колі пари зубців у зачепленні тут залишається постійною і дорівнює кроку зубців. Тут висотна корекція зубців не вимагає зміни міжосьової відстані передачі.

Висотна корекція дозволяє збільшити міцність зубців шестірні з одночасним зменшенням міцності зубців колеса. При великому чис­лі зубців шестірні та колеса висотне коригування малоефективне, оскільки форма зубців змінюється мало. Тому висотну корекцію застосовують тільки при малому числі зубців шестірні і великому числі зубців колеса.

Зубчасті передачі з кутовою корекцією виготовляють із неоднаковими коефіцієнтами зміщення х₁та х₂. Ці коефіцієнти повинні задовольняти умову

x_Σ = x_l + х₂ >0. (22.22)

Рекомендації щодо вибору коефіцієнтів зміщення циліндричних зубчастих коліс наведені у ГОСТ 16532–70. Ці коефіцієнти можуть бути вибрані з умов підвищення контактної міцності активних повер­хонь зубців або міцності на згин, забезпечення високої стійкості проти спрацьовування та опору проти заїдання зубців.

При кутовій корекції сума товщин зубців шестірні та колеса на ділильних колах більша від кроку зубців, і тому ділильні кола не можуть дотикатись. Тут зубчасті колеса повинні бути зміщеними одне відносно одного. В результаті цього ділильні кола не збіга­ються з початковими колами, висота зубців зменшується, а кут профі­лю зубців буде збільшеним.

Розміри елементів зубців із кутовою корекцією знаходять за фор­мулами: висота головки зубців h_а= (h*_a + х – Δу)m; (22.23)

висота ніжки зубців h_f = (h*_a + c* – x) · m. (22.24)

Тут Δу – коефіцієнт вирівнювального зміщення, який визнача­ють за співвідношеннями

Δy = x_Σ– у; y = (a_w – a)/m, (22.25)

де a, a_w– відповідно ділильна та початкова міжосьові відстані пе­редачі.

Кутова корекція зубчастого зачеплення у порівнянні з висотною має ряд переваг, головними з яких є підвищення міцності зубців двох зубчастих коліс передачі і можливість вписування зубчастої передачі у наперед задану міжосьову відстань. Кутову корекцію можна використовувати при довільній комбінації чисел зубців шестір­ні і колеса. Тому з коригованих зубчастих передач переважене застосу­вання мають передачі з кутовою корекцією.

Граничні значення коефіцієнтів зміщення обмежуються такими факторами: недопустимим підрізанням зубців при їхньому нарізу­ванні; загостренням зубців, тобто зменшенням їхньої товщини на ко­лі виступів нижче, ніж допустимі межі; проявом інтерференції (вза­ємного проникнення) зубців при зачепленні їх; зменшенням коефі­цієнта перекриття до граничного значення.