Обработка червяков

Обработка червяков

   Распространены  червяки: архимедовы, эвольвентные, конволютные и глобоидные. Архимедовы червяки  чаще всего наре заются на токарных станках, при этом прямолинейные режущие кромки резцов располагаются в осевом сечении так же, как при нарезании трапецеидальной резьбы. Винтовая поверхность такого червяка назы вается архимедовой, так как с торцовой поверхности его она образует архимедову спираль. Такие червяки представляют обычный винт с тра пецеидальной резьбой.

   При крупносерийном производстве архимедовы червяки фрезеруют дисковыми фрезами с криволинейными режущими кром ками. Шлифование таких червяков осуществляют дисковым конусным или тарельчатым кругом с припуском 0,1—0,2 мм на сто рону в зависимости от модуля червяка. В крупносерийном и массовом производстве шлифование профиля витков червяка с крупным модулем (3 и более) осуществляется на спе циальном червячно-шлифовальном станке коническим дисковым кругом большого диаметра (800 мм и более). Этот метод обеспечивает большую производительность. Таким кругом можно получить разные профили червяка путем его перемещения в горизонтальной плоскости.Шлифование производится при трех движениях: вращении круга, медленном вращении червяка и поступательном перемещении круга на величину одного шага (хода для многозаходных червяков) за один оборот изделия.

   Для отделки витков червяков ответственных  передач применяют притирку их чугунными  или фибровыми притирами, имеющими фор му червячного колеса. В качестве абразивного материала применяют  микропорошки с маслом, а для получения высокой чистоты поверхнос ти — пасты ГОИ.

   Эвольвентные червяки нарезаются на токарных стан ках с раздельной обработкой каждой стороны витка при смещении прямолинейных режущих кромок резцов на величинурадиуса основ ного цилиндра винтовой эвольвентной поверхности.  

   Такие червяки обыч но фрезеруют фасонными  дисковыми, пальцевы ми фрезами и  фрезами-улитками, а шлифуют их плоской  стороной тарельчатого шлифовального  круга.

   Эвольвентный чер вяк можно рассматри вать как цилиндричес кое зубчатое колесо с малым числом спираль ных зубьев, имеющих большой угол наклона.

   В крупносерийном и мас совом производстве на резают архимедовы и эвольвентные червяки обкаточными дисковы ми резцами, подобными зуборезным долбякам, на специальных станках. Подача осуществляется инстру ментом в осевом нап равлении заготовки чер вяка при вращении его и резца.

   Червяк  с прямосторонним профилем в нор  мальном сечении витка называют конволютным. Нарезают его резцами, располо женными нормально к  боковым поверхностям витка.

   Нарезание глобоидных червяков требует применения специаль ных устройств на зубофрезерных станках. С помощью ходового винта головка по нониусу устанавливается на требуемый радиус нарезки. Пальцевая фре за имеет прямолинейный профиль с углом конусности, равным двойно му профильному углу впадины червяка. Предварительное фрезерование червяка производится обычно в один или два прохода с припуском 0,3 — 0,5 мм на толщину витка под чистовые проходы.

   При нарезании многозаходного червяка  деление на заходы осу ществляется вручную через гитару дифференциала по цепи круговой подачи.

   Предварительное и окончательное нарезание глобоидного  червяка можно осуществлять специальной  многорезцовой головкой. Профилирующие  резцы 1 и 3 обтачивают боковые стороны витка, а ре зец 2 обтачивает заготовку червяка по наружному глобоиду с круговой подачей головки. Чистовое нарезание глобоидкого червяка можно про изводить универсальной резцовой головкой с круговой подачей при точно выдержанном межосевом расстоянии.

   После нарезания витков червяк обычно подвергают термообработке с последующим шлифованием опорных шеек и витков. Отделку червя ков осуществляют притиркой либо обкаткой закаленным роликом.

Контроль  червяков

   Диаметральные и линейные размеры червяков проверяются  обыч ными способами при помощи предельных скоб, микрометров и т. п. Наи более сложной операцией контроля червяков является проверка сред него диаметра витков, концентричности оси их с осью опорных шеек, угла профиля витков и равномерности шага. Средний диаметр червяка проверяется специальной индикаторной скобой, у кото рой два неподвижных зуба 2 вводятся во впадины червяка, а верхний подвижный зуб 1, находящийся также во впадине, связан с индика тором.

   Угол  профиля витков проверяется при  помощи нормальных угло вых шаблонов с базой от наружного диаметра. Осевой шаг червяка проверяется  на прибо ре с индикатором. 
 
 
 
 
 
 
 
 

Конструирование червячного колеса и червяка

  По  результатам разработки эскизного  проекта были вычерчены контуры  зубчатых колес и червяков. Следующим  шагом является конструктивная обработка  их формы. [1, стр. 62]

4.1 Червяк

  Червяки выполняют стальными и чаще всего заодно с валом. Геометрические размеры червяка, в том числе длина b₁ нарезанной части и ориентировочное расстояние l между опорами, известны из расчетов и эскизного чертежа редуктора. [1, стр. 75]

  Размеры выступающего из редуктора конца  вала-червяка согласуют с соответствующими размерами вала электродвигателя и соединительной муфты. Затем определяют диаметр вала в месте установки подшипников. [1, стр. 75] Эти вопросы были согласованы на этапе проектирования валов.

4.2 Червячное колесо

  Осчновные геометрические размеры червячного колеса определены из расчета.

  Чаще  всего червячные колеса изготавливают  составными: центр - из серого чугуна или  из стали, зубчатый венец - из бронзы. Соединение венца с центром должно обеспечивать передачу большого вращающего момента и сравнительно небольшой осевой силы. [1, стр. 72]

  Конструкция червячного колеса и способ соединения венца с центром зависят от объема выпуска. При единичном и  мелкосерийном производстве, когда  годовой объем выпуска менее 50 шт., и небольших размерах колеса (d_aM2 < 300 мм) зубчатые венцы соединяют с центром посадкой с натягом.

  При постоянном направлении вращения червячного колеса на наружной поверхности цетра  предусматривают бортик, на который  направляют осевую силу. Соединение венца  с центром можно выполнять без бортика. В соединениях с относительно небольшим натягом в стык зубчатого венца и центра устанавливают винты (обычно три штуки по окружности). [1, стр. 73]

  Частота вращения червячных колес, как правило, невелика, и их балансировку не проводят. Поэтому нерабочие поверхности обода, диска, ступицы колеса оставляют необработанными и делают конусными с большими радиусами закруглений. Острые кромки на торцах венцапритупляют фасками f ≈ 0,5m с округлением до стандартного значения [см. 1, стр. 63], где m - модуль зацепления. [1, стр. 73]

Рис. 7 [1, рис. 5.1, стр. 62]

  Размеры других основных консруктивных элементов [1, стр. 73]:

S ≈  2m + 0,05b₂;

S₀ ≈ 1,5S;

C = (1,2 ... 1,3)S₀;

h ≈ 0,15b₂;

t ≈  0,8h.

  Принимаем следующие значения:

S ≈  2∙12.5 + 0,05∙92 ≈ 30 мм;

S₀ ≈ 1,5 ∙ 30 ≈ 45 мм;

C = 1,3 ∙ 45 ≈ 59 мм;

h ≈  0,15 ∙ 92 ≈ 14 мм;

t ≈  0,8 ∙ 14 ≈ 11 мм.

  Остальные конструктивные элементы червячных  колес следует принимать такими же, как и для цилиндрических зубчатых колес. [1, стр. 73]

  Форма зубчатого колеса может быть плоской (рис.7, а, б) или с выступающей ступицей. Значительно реже (в одноступенчатых  редукторах) колеса делают со ступицей, выступающей в обе стороны. [1, стр. 62]

  Длину l_ст посадочного отверстия колеса желательно принимать равной или больше b₂ зубчатого венца (l_ст>b₂). Принятую длину ступицы согласуют с расчетной (см. расчет соединения шлицевого, с натягом или шпоночного, выбранного для передачи вращающего момента с колеса на вал) и с диаметром посадочного отверстия d [1, стр. 63]:

l_ст = (0,8...1,5)d, обычно l_ст = (1,0...1,2)d.

  Принимаем

l_ст = 1,2d = 1.2 ∙ 71 = 85.2 мм.

  Принимаем l_ст = b₂ = 92 мм.

  Фаска венца

f = 0,5 ∙ m = 0,5 ∙ 12.5 = 6.25 мм;

  округленная до стандартного значения (см. ниже).

f = 6.25 мм.

  Стандартные значения фасок: