ИРКУТСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
стандартизации и Кафедра конструирования в машиностроении
Теория автомобилей и механизмов
Учебное пособие по исполнению лабораторной работы:
«Вычерчивание эвольвентных профилей зубьев способом обкатки. Построение картины зубчатого зацепления»
Иркутск 2008
Теория автомобилей и механизмов: Учебное пособие по исполнению лабораторной работы: «Вычерчивание эвольвентных профилей зубьев способом обкатки. Построение картины зубчатого зацепления.»/А.В.Шматкова, Л.М.Кузнецова – Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2008.
Настоящее пособие предназначается для студентов изучающих курс «Теории автомобилей и механизмов», и делающих лабораторную работу по вычерчиванию эвольвентных профилей зубьев способом обкатки и построению картины зубчатого зацепления.
Критик: П.В.Королев, канд.техн.наук, стандартизации кафедры «и доцент Конструирования в машиностроении» (ИрГТУ).
Печатается в авторской редакции
Иркутский национальный технический университет
664074, Иркутск, ул. Лермонтова,83
Оглавление
1. Теоретическая часть ………………………………………………..…4
Способы изготовления шестеренок……………………….4
Описание прибора ТММ-42………………………………….…6
2. Практическая часть………………………………………..…..………7
3. Пример оформления отчета………………..…………………….……13
Перечень литературы
Цель работы:
Знакомство с нарезанием эвольвентных шестеренок способом обкатки и с геометрией зубчатого зацепления.
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Существует два способа нарезания шестеренок:
Способ копированияи способ обкатки (огибания), взявший громаднейшее распространение. Одним из его преимуществ есть то, что он разрешает на зуборезных станках одним и тем же инструментом нарезать эвольвентные колеса с любым числом зубьев. При нарезании колес способом обкатки инструменту – зуборезной рейке, либо долбяку на особом зуборезном станке придается такое принудительное обоюдное перемещение, при котором центроида обкатывается без скольжения по центроиде колеса (из этого наименование – способ обкатки). Профиль зуба колеса получается как огибающая последовательных положений профиля режущего инструмента (из этого способ – огибания).
В качестве инструмента используют долбяки, инструментальные рейки и червячные фрезы (зуборезные гребенки). На рис.1 продемонстрирован профиль инструментальной рейки, именуемой исходным создающим контуром.
 |
Параметры рейки соответствуют исходному контуру, установленному ГОСТом 13755-68:
угол профиля рейки ;
коэффициент высоты головки зуба ;
коэффициент радиального зазора ;
радиус закругления .
В пределах высоты профиль зубьев рейки прямолинейный. Прямая, по которой толщина зуба равна ширине половине и впадине шага , именуется средней. В станочном зацеплении инструментальной заготовки и рейки происходит перекатывание без скольжения делительной окружности (центроиды), нарезаемого колеса по начальной прямой (центроиде) рейки.
 |
За начальную прямую возможно принята каждая прямая, параллельная средней, поскольку ход рейки по любой из них однообразен. В зависимости от положения начальной прямой довольно средней возможно нарезать три вида шестеренок:
1. Нулевое зубчатое колесо – без смещения рейки, получается при перекатывании делительной окружности по средней прямой рейки рис.2а. Толщина зуба у для того чтобы колеса, по делительной окружности будет равна ширине впадины.
2. Хорошее зубчатое колесо – смещение рейки хорошее. Получается при перекатывании окружности по прямой, отстоящей от делительной на величину смещения рейки , мм. Инструмент при изготовлении для того чтобы зубчатого колеса удаляется от центра заготовки рис.2б. В этом случае толщина зуба по делительной окружности будет больше ширины впадины.
— коэффициент смещения рейки;
— модуль, мм
3. Отрицательное зубчатое колесо – смещение рейки отрицательное. Получается подобно, но при смещении рейки , мм. Инструмент при изготовлении для того чтобы зубчатого колеса приближается к центру заготовки рис.2в. В этом случае толщина зуба по делительной окружности будет меньше ширины впадины.
При нарезании зубчатого колеса с числом зубьев меньше 17 появляется явление подреза ножки зуба, которое содержится в том, что часть эвольвентного профиля у основания зуба срезается головкой зуба инструмента. Подрезание зуба устраняется при смещении рейки от оси колеса на величину .
, при стандартных значениях и ,
Коэффициент мельчайшего смещения , определяется из условия отсутствия подреза ножки зуба, равен:
, где — число зубьев нарезаемого колеса.
Описание прибора ТММ-42
На рис.3 продемонстрирована схема прибора, имитирующего нарезание эвольвентных зубьев способом обкатки.
 |
На основании прибора 9 установлены диск 2 и рейка, складывающийся из двух частей: верхней части 6, воображающей из себя круг с диаметром, равным диаметру заготовки, и нижней части 7 – круга с диаметром, равным диаметру делительной окружности колеса, нарезание которого имитируется на приборе. поступательное движение и Вращение диска рейки в направляющих 12 связаны между собой: в относительном перемещении круг 7 (делительная окружность) перекатывается без скольжения по ребру планки 8, с которым сходится начальная прямая рейки. Такая сообщение достигается за счет натяжения проволоки 10. Совместное перемещение диска и рейки осуществляется при помощи храпового механизма, приводимого в перемещение клавишей 14. Для свободного поворота диска направляться ослабить натяжение проволоки, развернув рукоятку 3 против часовой стрелки, а чтобы получить свободное перемещение рейки в направляющих 12 направляться надавить на плоскую пружину 13.
Не считая перемещения в направляющих 12 рейка может перемещаться в направлении перпендикулярном, приближаясь к центру заготовки либо удаляясь от него. Перемещение рейки отсчитывается по шкалам 1 и 11 и фиксируется винтами 15. При установке рейки на нулевые деления делительная окружность будет катиться без скольжения по средней прямой рейки.
На рейке выгравированы эти прибора:
— модуль рейки, мм
— угол профиля рейки, град.
— диаметр делительной окружности.
Построение зубьев колеса проводится на бумажном круге с диаметром заготовки, указанным на диске 6.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Порядок проведения работы:
1. Ознакомится с работой и устройством прибора.
2. Записать данные, указанные на рейке 2 прибора ТММ-42.
Данные:
— прибор №_____ ;
— модуль рейки , мм;
— угол профиля рейки ,град. ;
— диаметр делительной окружности , мм;
— коэффициент высоты головки зуба ;
— коэффициент радиального зазора ;
— радиус закругления .
3. Совершить расчет по приведенным ниже формулам.
Расчет параметров шестеренок:
1) Число зубьев колес:
; (1)
2) Коэффициент смещения:
; (2)
(задается по условию лабораторной работы)
3) Смещение рейки:
; (3)
4) Диаметр главной окружности:
; (4)
5) Диаметр окружностей впадин:
; (5)
6) Ход зубьев по делительной окружности:
; (6)
7) Ход зубьев по главной окружности:
; (7)
Толщина зуба по делительной окружности:
; (8)
9) Толщина зубьев по главной окружности:
; (9)
Расчет параметров зубчатого зацепления:
10) Коэффициент суммы смещений:
(10)
11) Угол зацепления:
(11)
по таблице инвалют находим значение угла , град.
12) Межосевое расстояние:
(12)
13) Делительное межосевое расстояние:
(13)
14) Радиусы окружностей впадин:
(14)
15) Радиусы окружностей вершин:
(15)
4. Вычертить нулевое зубчатое колесо.
Посредством винта 5 и крышки 4 закрепить бумажную заготовку на диске 6. По шкалам 1 и 11 установить рейку на нулевые деления. Пользуясь рычагом 13, перевести рейку в крайнее правое положение. Контур ее зубьев обвести карандашом на заготовке. Посредством рычага 14 передвинуть рейку на один ход храпового устройства и снова обвести контур зубьев. Так повторять , пока рейка не придет в крайнее левое положение. На заготовке окажется три зуба нулевого колеса.
5. Вычертить хорошее зубчатое колесо.
Отодвинуть рейку от оси заготовки на величину ,мм. Отвести ее в крайнее правое положение. Поворотом рукоятки 3 влево высвободить диск и развернуть его приблизительно на так, дабы чистая часть заготовки была справа. Рукоятку 3 перевести в исходное положение. Способом, указанным вышеприведенном пункте вычертить три зуба колеса с хорошим смещением.
7. На заготовке для каждого из этих колес совершить окружности вершин, впадин, главную, делительную. Проставить все размеры.
8. На кальке вычертить схему зацепления (рис.4) в такой последовательности:
- Отложить межосевое расстояние , мм;
- Из центров и совершить радиусы главных окружностей и .
- К этим двум окружностям совершить неспециализированную касательную.
Точки касания обозначить и соответственно (отрезок прямой — теоретическая линия зацепления).
- Отыскать точку пересечения неспециализированной касательной с линией центров , обозначить т.Р – полюс зацепления.
- Центр заготовки совместить с точкой . Заготовку развернуть так, дабы один из профилей зубьев нулевого колеса совпадал с полюсом зацепления т.Р. Зубья колеса скопировать на кальку.
Центр заготовки совместить с точкой . Заготовку развернуть так, дабы профиль зуба хорошего колеса коснулся профиля нулевого колеса в т.Р. Зубья хорошего зубчатого колеса скопировать на кальку.
- На кальке отметить активную линию зацепления, точки и . Это точки пересечения окружностей вершин с неспециализированной касательной .
- Выяснить рабочие участки профилей, для чего из точек и совершить дуги радиусами и .
- Из центров и совершить радиусы окружностей вершин, впадин, начальные, делительные.
- Замерить величину радиального зазора со стороны каждого колеса. См. рис.4.
9. Сделать диагностику по трем параметрам.
| Теория | Практика | |
| Угол зацепления | ||
| Радиальный зазор | 
|
|
| Коэффициент перекрытия | 
|
|
10. Оформить отчет.
Отчет по лабораторной работе оформляется в соответствии с требованиями СТО ИрГТУ. 005-2009г.
Вычерченную заготовку и схему зацепления приложить к отчету.
Минобразования РФ
Федеральное агентство по образованию
ИРКУТСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
стандартизации и Кафедра конструирования в машиностроении
Наименование кафедры
Теория автомобилей и механизмов
ОТЧЕТ
по лабораторной работе №____
«Вычерчивание эвольвентных профилей зубьев способом обкатки.
Построение картины зубчатого зацепления»
Выполнил студент группы _________ ________ ____________
Шифр подпись И.О.Фамилия
Проверил светло синий ____________
подпись И.О.Фамилия
Иркутск 2008 г.
Цель работы:
Знакомство с нарезанием эвольвентных шестеренок способом обкатки и с геометрией зубчатого зацепления.
Данные:
— прибор № 12 ;
— модуль рейки 14 , мм;
— угол профиля рейки 20 ,град. ;
— диаметр делительной окружности 154 , мм;
— коэффициент высоты головки зуба ;
— коэффициент радиального зазора ;
— радиус закругления .
Расчет параметров шестеренок:
1) Число зубьев колес:
;
2) Коэффициент смещения:
;
3) Смещение рейки:
;
(мм)
4) Диаметр главной окружности:
;
(мм)
(мм)
5) Диаметр окружностей впадин:
;
(мм)
(мм)
6) Ход зубьев по делительной окружности:
;
(мм)
(мм)
7) Ход зубьев по главной окружности:
;
(мм)
(мм)
Толщина зуба по делительной окружности:
;
(мм)
(мм)
9) Толщина зубьев по главной окружности:
;
(мм)
(мм)
Расчет параметров зубчатого зацепления:
10) Коэффициент суммы смещений:
11) Угол зацепления:
по таблице инвалют находим значение угла , град.
| |
12) Межосевое расстояние:
(мм)
13) Делительное межосевое расстояние:
(мм)
14) Радиусы окружностей впадин:
(мм)
(мм)
15) Радиусы окружностей вершин:
(мм)
(мм)
Профили шестеренок, полученные посредством прибора.
Пример 1
| |
Схема, вычерченная на кальке
Пример 2
Проверка:
| Теория | Практика | |
| Угол зацепления , град. | ||
| Радиальный зазор , мм | ||
| Коэффициент перекрытия |   
|
|
Перечень литературы
1. Теория автомобилей и механизмов. Терминология: Учеб. пособие / Н.И. Левитский, Ю.Я. Гуревич, В.Д. Плахтин и др.; Под ред. К.В. Фролова. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004. – 80 с.
2. Юдин В.А., Барсов Г.А., Чупин Ю.Н. Сборник задач по теории механизмов и автомобилей: — 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. Школа, 1982. – 215 с., ил.
3. Артоболевский И.И. Теория автомобилей и механизмов: Учеб. для втузов.-4-е изд., перер. и доп. –М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит.,1988.-640с.