У некоторых металлорежущих станков для наладки кинематических цепей применяют устройства, называемые гитарами (см. рисунок 11, г). Они обеспечива­ют необходимое сцепление сменных зубчатых колес. Для осуществления точных передаточных отношений используют двухпарные и трехпарные гитары. Каждая гитара снабжена определенным набором сменных колес.

Нормальные комплекты сменных зубчатых колес приведены, в таблице 4. Что­бы подобранные сменные зубчатые колеса могли поместиться на гитаре и не упи­рались во втулки валиков зубчатых колес, необходимо соблюдать следующие ус­ловия зацепляемости: а+Ь^Н-(15-22); с+ё^э+(15-22).

Суммы чисел сопряженных колес не должны превышать допустимого значе­ния, определяемого конструкцией и размерами места, отведенного для размещения гитары на станке.

Существует несколько способов подбора чисел зубьев сменных зубчатых ко­лес.

Способ разложения на простые множители применяют в том случае, если на них можно разложить числитель и знаменатель передаточного отношения, по­лученного по уравнению наладки.

Произведя разложение, сокращают дробь или вводят дополнительные множи­тели, комбинируя их так, чтобы получить выражение дроби через числа зубьев, имеющихся в комплекте сменных колес.

Способ замены часто встречающихся чисел приближенными дробями за­ключается в том, что часто встречающиеся числа заменяют

приближенными величинами (таблица 7), дающими возможность с достаточной точностью получить передаточные отношения. Этот метод находит применение на токарно-винторезных станках при необходимости нарезания модульной или пит-чиевой резьбы, а также при нарезании дюймовой резьбы в случае отсутствия в на­боре колеса с числом зубьев z=127.

П р и м е р 2. Подобрать сменные зубчатые колеса для нарезания дюймовой резьбы с чис­лом ниток на один дюйм к=10 на токарно-винторезном станке с шагом винта рх, в = 6мм и посто­янным передаточным отношением 1 П ост = 1-

Решаем этот пример пользуясь таблицей 7:

При применении приближенных способов подбора сменных колес, получен­ное передаточное отношение отличается от заданного, поэтому возникает необхо­димость в определении погрешности наладки. Например, в нашем случае

Абсолютная погрешность будет равна 0,42333-0,42307=0,00026

Например, для передаточного отношения

В соответствующей колонке таблиц В.А. Шишкова (см. таблицу 8) находим близкое значение логарифма lg i, которому соответствуют сменные зубчатые коле­са гитары с передаточным отношением

В таблице 6 даны значения передаточных отношений меньше единицы, по­этому для i>l нужно брать логарифм обратной! величины передаточного отноше­ния:

Подбор чисел зубьев колес по логарифмической линейке. Край движка ло­гарифмической линейки устанавливают против числа, соответствующего переда­точному отношению. Передвижением визира находят риски, совпадающие на движке и на линейке. Риски должны соответствовать целым числам, которые дают при делении значение передаточного отношения. Затем подбирают числа зубьев сменных зубчатых колес, например, способом разложения на простые множители:

Оставив движок в полученном положении, передвигаем визир до тех пор, пока риски на движке и на линейке не совпадут. Тогда

Этот способ подбора колес при нарезании резьб применять, как правило нель­зя, так как его точность обычно невысока.

Подбор чисел зубьев по таблицам М.В. Сандакова. Очень часто передаточ­ное отношение содержит дробные числители и знаменатели или множители, не­кратные набору колес. В этом случае удобно подбирать числа зубьев зубчатых ко­лес по таблицам М.В. Сандакова, содержащим 100 000 передаточных отношений. Заданное передаточное отношение в виде простой правильной дроби, неудобное для преобразования, нужно прежде всего обратить в десятичную дробь с шестью знаками после запятой. Если дробь неправильная, то необходимо разделить ее зна­менатель на числитель, чтобы получить десятичную дробь меньше единицы. После этого в таблице находят десятичную дробь, равную полученной или ближайшую к ней, а рядом - соответствующую ей простую дробь. Получив простую дробь, далее

числа зубьев сменных колес подбирают обычным способом, например , от-

Федеральное государственное автономное образовательное

учреждение высшего образования

«Санкт-Петербургский государственный политехнический университет»

Институт металлургии, машиностроения и транспорта

________________________________________________________

Кафедра "Технологические процессы и оборудование автоматизированных машиностроительных производств"

Способы подбора сменных зубчатых колес металлорежущих станков

Методические указания к лабораторной работе

Направление: 15.03.05 – "КОНСТРУКТОРСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫХ ПРОИЗВОДСТВ"

Профиль: 15.03.05_05 – "Технология, оборудование и автоматизация машиностроительных производств

Санкт-Петербург

Способы подбора сменных зубчатых колес металлорежущих станков. Методические указания к лабораторной работе для студентов по направлению 15.03.05. Содержат описание устройства и методов настройки гитар сменных зубчатых колес.

Составители:

д.т.н., профессор Калинин Е.П.

к.т.н., доцент Портнов С.В.

ст. препод. Никитин А.В.

Рецензенты:

Методические указания утверждены на заседании кафедры «Резание, станки и инструменты» « » ________ 20__ года протокол № ___

Научный редактор - д.т.н., профессор Д.В. Васильков

1. Цель работы

Изучение устройства и методов настройки гитар сменных зубчатых колес.

2. Общие сведения о гитарах сменных колес

Сменные зубчатые колеса применяют для изменения передаточных отношений различных кинематических цепей. Устройства со сменными зубчатыми колесами называют гитарами. В зависимости от числа пар сменных колес, устанавливаемых в гитаре, различают однопарные, двухпарные и трехпарные гитары. Колеса устанавливают на концы валов, оси которых неподвижны в пространстве или могут переставляться. Использование гитар с переставным валом или осью дает возможность подбирать сменные зубчатые колеса независимо от межосевого расстояния (в определенных пределах). При этом количество колес с различными числами зубьев, которые можно установить в гитаре, возрастает, точность подбора требуемого передаточного отношения повышается.

3. Однопарные гитары

Рис. 1. Схема однопарной гитары

Числа зубьев колес 1 и 2 однопарной гитары определяются из уравнений:

(1)

(2)

а - делительное межосевое расстояние, мм; m - модуль, мм.

При конструировании однопарных гитар суммарное число зубьев z c обычно устанавливают из ряда 60, 72, 90, 120. Так как число неизвестных z 1 и z 2 равно числу уравнений, то искомые числа зубьев однозначно определяются из этих уравнений. Числа зубьев колес могут быть только целыми числами. Однако при решении указанных уравнений в зависимости от величины i 21 и z c величины z 1 и z 2 могут быть получены в виде целых или смешанных чисел. Последние округляют до целых чисел. Поэтому получить точно заданное передаточное отношение при использовании однопарной гитары в большинстве случаев затруднительно.

Пример 1 . Определить числа зубьев сменных колес однопарной гитары с z c =72 при i 21 = 1/3.

Из уравнений:

и

получаем:
и
, а

Проверка:

В данном случае числа зубьев z 1 и z 2 получены в виде целых чисел, так как величина z с = 72 делится без остатка на сумму числителя и знаменателя (1+3) требуемого передаточного отношения.

Пример 2 . Определить числа зубьев сменных колес однопарной гитары при z c =72 и i 21 = 0,329.

Из уравнений:
и

получаем:
и
, а

Принимаем: z 1 = 18 и z 2 = 54

Проверка:

Подобранными колесами заданное передаточное отношение воспроизводится приближенно.

Однопарные гитары применяются, когда число необходимых передаточных отношений невелико и когда к точности осуществления заданного передаточного отношения не предъявляется высоких требований. Они используются в приводах главного движения станков-автоматов, полуавтоматов и специальных станков, а также в приводах подачи некоторых станков, например, зубофрезерных.

Министерство общего и профессионального образования Российской Федерации

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Н.А. Молявко Н. Г. Переломов В.А. Шмаков

Металлорежущие станки

Кинематика и наладка. Учебное пособие

Часть 1

Введение 2
Работа 1. Способы подбора сменных зубчатых колес 2

Работа 2. Настройка универсального зубофрезерного станка модели 5Д32 5

Работа 3. Настройка вертикального зубодолбежного станка модели 5В12 12

Работа 4. Настройка токарно-затыловочного станка модели 1Б811 16

Работа 5. Настройка зубофрезерного полуавтомата модели 5П23 20

Работа 6. Устройства кинематической настройки универсальных станков 24
Приложения 26

Санкт-Петербург

Издательство С-ПбГТУ 2000

ВВЕДЕНИЕ

Современные металлорежущие станки - это высокоразвитые машины, вклю­чающие большое число механизмов и использующие механические, электрические, электронные, гидравлические, пневматические и другие методы осуществления движений и управления циклом. На станках обрабатывают как простые цилиндри­ческие, так и поверхности, описываемые сложными математическими уравнениями.

Основы кинематики станков были разработаны проф. Г.М. Головиным. В раз­деле кинематики станков изучают методы кинематического расчета, наладки и формообразования деталей резанием.

При настройке кинематических цепей металлорежущих станков всегда дви­жение одного конечного звена цепи строго координируется с движением другого конечного звена. В одних случаях требуется абсолютная точность в согласовании движений, в других - допускается некоторая погрешность, и согласование движений может быть приближенным.

Зубчатые колеса - одна из распространенных разновидностей деталей. Метод обкатки, обеспечивая высокую производительность и точность нарезания зубьев, дает возможность одним инструментом обрабатывать зубчатые колеса одного и то­го же модуля с любым числом зубьев.

Достаточно подробно рассмотрены кинематические структуры станков, реа­лизующих метод обката, предназначенных для нарезания цилиндрических зубча­тых колес с прямым и винтовым зубом, конических зубчатых колес с прямолиней­ным зубом. Некоторой спецификой обладают затыловочные станки, предназначен­ные для обработки задних поверхностей зубьев режущих инструментов. Особенно­стям настройки станков данного типа посвящен специальный раздел.

Материал пособия может служить дополнением к лекционному курсу. Его можно использовать при проведении лабораторных работ. В приложениях приве­дены индивидуальные задания для расчета настройки станков.

Работа 1. СПОСОБЫ ПОДБОРА СМЕННЫХ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС

Во многих станках звеном настройки в кинематических цепях является одно- или двух - парная гитара сменных зубчатых колес. После определения передаточно­го отношения звена настройки необходимо подобрать сменные зубчатые колеса гитары, тем самым, обеспечив конкретные расчетные перемещения конечных зве­ньев кинематической цепи. Точность настройки гитары зависит от назначения ки­нематической цепи. При этом могут быть использованы различные способы подбо­ра сменных зубчатых колес: приближенный, способ Кнаппе, табличный и др. Обычно при настройке кинематических цепей станка приходится пользоваться вполне конкретным набором зубчатых колес, (такой набор сменных зубчатых колес постав­ляется со станком фирмой - изготовителем). Ограниченность набора приводит к тому, что не всегда возможно обеспечить абсолютное соответствие передаточного отношения эвена настройки заданному (расчетному) значению. Допускаемая по­грешность настройки зависит от допускаемой погрешности заданного расчетного перемещения. Это можно показать на следующем примере.

Р
Рис. 1. Винторезная цепь токарного станка
ассмотрим кинематическую схему винторезной цепи токарного станка, пред­ставленную на рис.1,а. Назначение этой цепи: обеспечить нарезание на заготовке резьбы шага Т (варьируемый параметр) с помощью резца, связанного с ходовым винтом, имеющим постоянный шаг t.

Звено настройки - двух парная гитара сменных зубчатых колес с пере­даточным отношением i. Определим связь между погрешностью шага на­резаемой резьбы Т и погрешностью переда­точного отношения i. До­пустим, что с помощью набора сменных зубчатых колес обеспечивается переда­точное отношение гитары i 1 , отличное от заданного i. Тогда абсолютная i и отно­сительная  погрешности определяются известными соотношениями:  i = i - i 1 ,  =(i - i 1 )/ i .

При передаточном отношении гитары, равном i, шаг нарезаемой резьбы точно равен заданному: T = it .

Если передаточное отношение равно i 1 , то шаг нарезаемой резьбы будет от­личен от заданного и равен: Ti = i 1  t.

Погрешность шага нарезаемой резьбы: Т = Т - Ti = t (I – i 1) = ti.

Следовательно, погрешность шага нарезаемой резьбы равна произведению шага ходового винта на абсолютную погрешность передаточного отношения звена настройки.

По такой схеме можно определять связь между погрешностью передаточного отношения звена настройки (гитары) и погрешностью расчетного перемещения и для других случаев.

Рассмотрим перечисленные выше способы подбора сменных зубчатых колес.
Способ замены заданного передаточного отношения приближенным

Этот способ применяется для настройки цепей, не требующих высокой точ­ности (цепи главного движения, некоторые цепи подач). При его использовании за­данное значение передаточного отношения заменяется простой дробью с неболь­шими значениями числителя и знаменателя, позволяющими затем перейти к кон­кретным числам зубьев сменных зубчатых колес.

Пример:

Выбираем

Абсолютная погрешность: i=i-i 1 =0,044636.

Относительная погрешность:

Способ Кнаппе

Способ Кнаппе применяется для настройки кинематических цепей, у которых погрешность настройки должна быть минимальной (цепи обкатки, деления, диф­ференциала и др.). В основе способа лежит закономерность: если к числителю и знаменателю дроби прибавить (или вычесть) числа, находящиеся приблизительно в том же отношении, то значение дроби существенно не изменится. Последова­тельность подбора зубчатых колес по способу Кнаппе следующая:

а) записываем заданное передаточное отношение в виде простой дроби;

б) разбиваем полученную дробь на две - одну по величине примерно равную заданной с небольшими числителем и знаменателем и вторую - близкую к единице;

в) числитель и знаменатель второй дроби делим на разность между ними;

г) округляем полученные значения числителя и знаменателя;

д) преобразовываем эти дроби в конкретные числа зубьев сменных зубчатых колес.

Пример: Пусть задано передаточное отношение в виде десятичной дроби i= 0,944636

Абсолютная погрешность i=0,000364.

Относительная погрешность =0,039%.
Табличный способ

Применяется в тех случаях, когда необходима высокая точность настройки. Имеются специальные таблицы с переводом передаточных отношений, вы­раженных десятичными дробями, в простые дроби, числители и знаменатели кото­рых можно разложить на сомножители, обычно не превышающие 47. По заданно­му передаточному отношению из таблицы выбирается ближайшее значение и со­ответствующая простая дробь, которая раскладывается на сомножители. Далее они преобразуются в числа зубьев сменных колес.

Пример. Задано передаточное отношение i = 0,944636.

Ниже приведена выдержка из таблицы

0,944606 324: 343

0,944633 836: 885

0,944637 273:289

0,944643 529: 500

0,944653 1007: 1066

0,944667 1178:1247

Ближайшее число в таблице

Ему соответствует решение:

Абсолютная погрешность передаточного отношения i=i-i 1 =0,000001. Данные таблицы применимы для комплекта сменных колес, в котором числа зубьев образуют арифметическую профессию с разностью, равной 5.

Условия зацепляемости сменных зубчатых колес

После определения чисел зубьев сменных зубчатых колес необходимо прове­рить их зацепляемость. Условия зацепляемости, которые определяют возможность установки колес в двухпарной гитаре (см. рис. 1,6), выражаются следующими нера­венствами: R 1 +R 2 >R 3 ; R 3 +R 4 >R 2 , где Rj - радиусы делительных окружностей зубчатых колес.

Так как r i =mz i , то условия зацепляемости можно выразить через числа зубьев:

Эти соотношения не учитывают наружных размеров зубчатых колес и диаметров валов, на которых они устанавливаются. В окончательном варианте условия за­цепляемости будут выглядеть следующим образом:

Пример. Проверим условие, зацепляемости колес, числа зубьев которых получены в предыдущем примере: Z 1 =84, Z 2 =68, Z 3 =65, z 4 =85. Имеем: 84+68=152 >80=65+15, 65+85=150>83=68+15, следовательно, условия зацепляемости выполняются.

1. Подобрать сменные колеса для двухпарной гитары станка тремя способами (передаточное отношение звена настройки задается преподавателем).

2. Определить абсолютную и относительную погрешности настройки каждым из спо­собов.

3. Проверить условия зацепляемости подобранных сменных колес. При подборе использовать набор сменных зубчатых колес для гитар обкатки, подач и дифференциала станка 5Д32 (см. стр. 10).

Литература

1.Сандаковм.В. Таблицы для подбора шестерен. Москва-Свердловск. Маш-гиз,1960.

2. Петрик М.И. Прецизионные настройки гитар станков, м.: Машгиз, 1963.

3. Петрик М.И., Шишков В.А. Таблицы для подбора зубчатых колес. М.: Машгиз, 1964.

страница 1

Гитара - узел станка, предназначенный для изменения скорости подач. Гитары сменных колес дают возможность настраивать подачу с достаточной степенью точности.

а, в, с, d - числа зубьев сменных колес.

Для правильного подбора сменных колес необходимо выполнить условие сцепляемости .

а + в>с + 22 - эти 2 уравнения.должны выполняться

с + d > в + 22

Каждую гитару снабжают определенным комплектом сменных зубчатых колес.

Сменные колеса подбирают различными способами. Самый простои способ - разложение на множители.

Условие сцепляемости выполнено.

2.7.6. Станки токарной группы: токарно-винторезные, карусельные, токарно-револьверные, многорезцевые, токарно-затыловочные станки, автоматы и полуавтоматы одношпиндельные и многошпиндельные. Назначение, компоновка, основные узлы и характерные параметры, движения, индексы.

Предназначены для обработки наружних, внутренних, торцовых по верхностей тел вращения, а также нарезания резьб (метрическая, дюймовая, модульная, питчевая, специальная).

Метрическая резьба - с шагом и основными параметрами резьбы в долях метра .

Дюймовая резьба - все параметры резьбы выражены в дюймах (чаще всего обозна-чается двойным штрихом, ставящимся сразу за числовым значением, например, 3" = 3 дюйма), шаг резьбы в долях дюйма (дюйм = 2,54 см). Метрическая и дюймовая резьба применяется в резьбовых соединениях и винтовых передачах.

Модульная резьба - шаг резьбы измеряется модулем (m). Чтобы получить размер в миллиметрах достаточно модуль умножить на число пи (π).Питчевая резьба - шаг резьбы измеряется в питчах (p"). Для получения числового значения (в дюймах) достаточно число пи (π) разделить на питч. Модульная и питчевая резьба применяется при нарезании червяка червячной передачи.

В качестве режущего инструмента применяются всевозможные резцы – для обтачивания, протачивания, нарезания резьбы. Кроме того, для нарезания резьбы – метчики (внутренняя) и плашки (наружная). Для изготовления отверстий – свёрла, зенкеры, развёртки .

Токарные и токарно-винторезные станки Самый распространённый тип токарной группы. Характерными размерами токарных станков является максимальный диаметр обработки над станиной, который колеблется от 100 до 6300 мм и максимальная длина обработки (от 125 до 20 000 мм). Кинематическая структура токарных станков содержит кинематические цепи привода вращения шпинделя и привода продольной и поперечной подачи. Реверсирование шпинделя выполняется электродвигателем, а включение и реверсирование подач – механизмами, расположенными в фартуке. Перемещение поворотных салазок, используемое для точения конусов и пиноли

При токарно-винторезном использовании станка добавляется винторезная формообразующая кинематическая цепь, связывающая вращение шпинделя с продольной подачей от ходового винта. Подача при этом включается разъёмной гайкой М Г. Реверсирование шпинделя вместе с винторезной цепью в этом случае в большинстве станков передаётся от электродвигателя специальному реверсивному механизму с фрикционными муфтами, т.к. при нарезании резьбы реверсирование требуется частое.

Пример обозначения токарного станка:

Токарные автоматы, п/автоматы. Станки токарной группы, работающие в автоматическом и полуавтоматическом режимах, предназначаются для обработки разнообразных поверхностей тел вращения из штучных или прутковых заготовок. Здесь широко используются высокоэффективные технологические способы обработки элементарных поверхностей: обработка широкими резцами с поперечной подачей, обтачивание фасонными резцами наружных и внутренних поверхностей, применение резьбонарезных головок и т. д. Одношпиндельные автоматы и полуавтоматы относят к первому типу, а многошпиндельные - ко второму типу станков первой (токарной) группы, что находит отражение в обозначении моделей этих станков: 1112, 1Б125, 1Д118, ПОЗА, 1Ш6П, 1А225-6, 1К282, 1А240П-8, 1265М-8, 1283 и т. п. При изготовлении любых одинаковых деталей на данном станках должен быть выделен так называемый рабочий цикл, т. е. периодическая повторяемость отдельных действий и движений. За время рабочего цикла автомат или полуавтомат обрабатывает одну деталь.

Токарный многошпиндельный автомат

Токарно-револьверные. Они предназначены для токарной обработки в серийном производстве деталей сложной конфигурации различными инструментами, большая часть которых закреплена в револьверной головке. Токарно-револьверные станки делятся на прутковые и патронные. На этих станках можно выполнять почти все основные токарные операции. Применение этих станков считается рациональным в том случае, если по технологическому процессу обработки детали требуется последовательное применение различных режущих инструментов: резцов, свёрл, развёрток, метчиков и т.д. Инструменты в необходимой последовательности крепят в соответствующих позициях револьверной головки и резцедержателях поперечных суппортов. Ходовой винт револьверным станкам не требуется, т.к. резьба на них нарезается только метчиками или плашками. В токарно-револьверных станках частота вращения и подача переключаются в основном с помощью командоаппаратов. Основными размерами, характеризующими прутковые револьверные станки, являются наибольший диаметр обрабатываемой в патроне детали над станиной и над суппортом. К основным размерам относятся, и максимальное расстояние от переднего конца шпинделя до передней грани или торца револьверной головки и наибольшее перемещение головки.

После выбора I, подбирают сменные зубчатые колеса гитары деления из имеющегося на станке набора. Это ответственная операция, так как в случае грубой ошибки при установке сменных зубчатых колес во время «подскока» стола зуб обрабатываемого изделия может врезаться в шлифовальный круг, что приведет к его поломке и серьезной травме шлифовщика. Чтобы этого не допустить, нужно вручную (до вращения круга) проверить согласованность основных движений станка.

Сменные колеса гитары деления станка мод. 5М841 подбирают в соответствии с формулой настройки данной цепи:

"* = !т = 3 7’ ("- 9)

где А, Б, В, Г - числа зубьев сменных колес гитары деления из имеющегося набора.

Числа зубьев набора из 50 сменных зубчатых колес для гитары деления станка мод. 5М841: 36, 38, 39, 40, 42, 44, 45, 46, 48, 49, 50, 51, 53, 54, 55, 56, 59, 60, 61, 64, 65, 67, 70 (2 шт.), 71,72, 73, 74, 75, 76, 78, 79, 80, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98.

Условия сцепляемости сменных зубчатых колес гитары деления станка мод. 5М841 записываются таким образом:

А+Б + В + Г> 256.

Рассмотрим примеры подбора сменных зубчатых колес гитары деления станка мод. 5М841.

Пример 11.17. Подобрать сменные колеса А, Б, В и Г гитары деления для зубошлифования на станке мод. 5М841 прямозубого колеса (т = 4 мм, I = 44, Ь = 35 мм) при ^= 7 (благоприятный вариант). По формуле (11.9) определяем передаточное отношение гитары

АВ-э 7 3 7 „

деления: / д. = ?- -р = 3 - = - - . Настройка гитары деления должна быть выполнена точным методом. Умножив числитель и знаменатель первой дроби на 15, а второй дроби - на 8, получим

1 х =|г ® ^ . || , т.е. А = 45, Б = 60, В = 56, Г = 88. Проверяем

условия сцепляемости колес гитары:

• 2 56 + 88
• 45 + 60 + 56 + 88

Возможен другой вариант подбора сменных колес: умножением числителя и знаменателя первой дроби на 20. Тогда А = 60, Б = 80, В = 56, Г = 88.

• 2 56 + 88
• 60 + 80 + 56 + 88 > 256 - условие (11.13) выполняется.

Сменные зубчатые колеса А и В, а также Б и Г можно менять местами, так как передаточное отношение от этого не изменится. При этом следует обязательно проверить сцепляемость колес по формулам (11.10)-(11.13). В случае утраты какого-нибудь колеса из набора можно осуществлять зубошлифование, подобрав другие сменные колеса. В этом преимущество зубошлифовальных станков с шлифовальным кругом, имеющим двусторонний конический профиль, чего нельзя сказать о зубошлифовальных станках с кругом конического профиля или с двумя тарельчатыми кругами: даже только потеря точности делительного диска (не говоря уже об его утрате) делает невозможным обработку зубьев на этих станках. Например, если в ранее рассмотренном примере в наборе будет отсутствовать сменное колесо с? = 60 или

80, то подбор сменных колес ^ ^ обеспечит такое же деление при

• 7 Г 45 56
• 7 = 7, как и ранее предложенный подбор - * - .
• 1 Ои оо

Пример 11.18. Подобрать сменные колеса А, Б, В и Г гитары деления для зубошлифования на станке мод. 5М841 косозубого колеса (т = 3 мм, Ь =30 мм, (3 = 25°, г = 67) при = 13.

По формуле (11.9) определяем передаточное отношение гитары деления:

А В. ^ = 313

"* Б г г 67

В знаменателе - простое число 67, которое не раскладывается на множители, поэтому сменное колесо Б или Г должно иметь 67 зубьев или число зубьев, кратное 67: 134; 201 и т.д. Однако в имеющемся наборе есть только одно зубчатое колесо г = 67, а кратных этому числу нет.

Можно рассмотреть другой вариант: А = 39, Б = 67, В = 70, Г = 70, но в этом случае не выполняется условие сцепляемости (11.3). Поэтому продолжаем поиск, умножив числитель и знаменатель дроби на на 2:

А В _3 13 2 _ 78 1 _ 78 40

‘ х Б г 67 2 67 2 67 80 ’

т.е. А = 78, Б = 67, В = 40, Г = 80. Все найденные сменные зубчатые колеса имеются в наборе и условия сцепляемости выполняются.

Возможен другой вариант подбора сменных зубчатых колес при шлифовании заданного колеса. Для этого числитель и знаменатель дроби умножаем на 4 и получаем

А В _3 13 4 = 52 3 = 52 60

‘ х ~ Б ‘ Г “ 67 " 4 ~ 67"4 ~ 67 80"

Вариант А = 52, Б = 67, В = 60, Г = 80 неприемлем, так как в существующем наборе нет сменного колеса с г = 52. Продолжая поиск, получаем несколько приемлемых вариантов настройки гитары деления, результаты которых приведены в табл. 11.10.

В отличие от примера 11.17 здесь во всех вариантах настройки гитары обязательно присутствует сменная шестерня с числом зубьев шлифуемого колеса г = 67. Потеря такой шестерни сделает невозможной точную настройку гитары деления, что недопустимо. В этом случае потерянное колесо изготовляют в цехе или заказывают изготовление на другом заводе. Аналогичный вывод относится к другим сменным зубчатым колесам с простым числом зубьев: 53, 59, 61, 71, 73,79, 83, 89 и 97.

Следует обратить внимание на наладки (табл. 11.10): во всех трех случаях сменные колеса Б и Г можно безболезненно менять местами, а колеса А и В можно менять местами только в наладке № 2; в двух других наладках этого делать нельзя - не выполняется условие сцепляемости (11.12).

Таблица 11.10

Варианты настройки гитары деления станка мод. 5М841 для шлифования

зубчатого колеса с г = 67 при г. = 13

№ наладки							Условия сцепляемости сменных зубчатых колес
							78 + 67 + 40 + 80 > 256 (11.13)
							65 + 67 + 54 + 90 > 256 (11.13)
							91 + 67 + 36 + 84 > 256 (11.13)

В руководстве по эксплуатации станка мод. 5М841 имеется таблица, в которой для каждого зубчатого колеса от 1 тт = 10 до? тах = = 200 приводятся две (иногда и три) наладки с разными сменными зубчатыми колесами А, Б, В и Г.

В настоящем справочнике предлагаются такие таблицы для шлифования зубчатых колес с г > 200 (см. приложения 3-6), которые отсутствуют в руководстве к станку мод. 5М841. В этих таблицах помимо значений г, сменных зубчатых колес А, Б, В и Г гитары деления и максимального торцового модуля т 1 приводится важный критерий точности обработки N /I, чего нет в приложениях руководства к станку.

В приложениях 3-6 приведено по два варианта настройки гитары деления, лучший по точности вариант обозначен звездочкой. В приведенных таблицах указаны только те значения I, для которых возможна абсолютно точная настройка гитары деления. А она невозможна для зубчатых колес с простым числом зубьев более 200 (г = 211, 223, 227,..., 293) и с числом зубьев, кратным простым числам более ста (202 = 2 * 101; 206 = 2 103; 214 = 2 107;...; 298 = = 2 149). Установлено, что с увеличением г возможность точной настройки гитары деления постепенно уменьшается.

В приложениях 3-6 у 76,6% рассчитанных настроек гитары деления имеется хотя бы одна наладка из двух, для которой критерий точности обработки ТУ Д

Анализ настройки гитары деления показал, что при существующем наборе сменных зубчатых колес станка в диапазоне чисел зубьев шлифуемого колеса с z = 201...250 абсолютно точная настройка возможна лишь у 76% зубчатых колес, а в диапазоне г = 251...300 - у 72%.

Подбор сменных колес гитары деления станка мод. 5843 выполняется в соответствии с формулой настройки (11.9) этой цепи, как и для станка 5 М 841:

I - - " - - J - .

х Б Г z

Числа зубьев набора из 52 сменных зубчатых колес для гитары деления станка мод. 5843: 35, 44, 45, 48, 50, 52, 54, 56, 60, 64, 65, 66, 67, 70, 71, 72, 73, 78, 79, 80, 81, 83, 84, 89, 90 (2 шт.), 94, 97, 100, 102,104, 105, 106, 108, 110, 111, 112, 114, 115, 116, 118, 119, 120, 122,123, 124, 125, 126, 128, 129, 130, 132.

Условия сцепляемости сменных зубчатых колес гитары деления станка мод. 5843 записываются таким образом:

А+Б + В + Г> 330;

Разный набор сменных зубчатых колес для гитары деления на станках мод. 5М841 и 5843 предопределяет разное максимальное число зубьев, которое можно шлифовать при выбранном числе z r Из формулы (10.9) следует, что при выбранном z. максимальное чис-

ло зубьев обрабатываемого колеса z v = 3 * --"?- . Значение передаточ-

l x min

ного отношения минимальное, если сменные зубчатые колеса

А и В имеют минимальное число зубьев из имеющегося набора, а Б

и Г - максимальное. Тогда для станка мод. 5М841 / vmin = 97 ’ 9g =

0,1339, а для станка мод. 5843 і хт і п = ізо 132 = 0,0897.

Таким образом, каждому значению z i соответствует значение z max , при превышении которого наладка станка становится невозможной.

Например, для станка мод. 5М841 при = ^ значение 7 = 3 * ---- =

83. Ограничения в назначении z r обусловленные имеющимся набором сменных зубчатых колес для обоих станков, приведены в табл. 11.11. В частности, для всех колес с г > 250 на станке мод. 5 М841 и для колес с I > 401 на станке мод. 5843 настройка гитары деления возможна лишь при г; .> 13.

Таблица 11.11

Ограничения максимального числа зубьев г тах зубчатых колес, обрабатываемых шлифовальным кругом на станках с двусторонним

коническим профилем

	Обработка на станке			Обработка на станке
	мод. 5 М841	мод. 5843		мод. 5 М841	мод. 5843

Рассмотрим пример настройки гитары деления зубошлифовального станка мод. 5843.

Пример 11.19. Подобрать сменные зубчатые колеса гитары деления для шлифования прямозубого колеса (т = 5 мм, 1 = 135, Ь = 50 мм) на зубошлифовальном станке мод. 5843.

Выбираем = 7. Разделив г на получим частное 19 и остаток к = 2. Для = 7 и остатка к = 2 находим N /I = 0,57 (табл. 11.9), что соответствует отличному выбору?..

В и Г в соответствии с формулой (11.9): / =тг -=- = 3 -

* ь 1 I

7_ = 7_ \_ = 7-8 1 ? 44

• 45 _ 15 3 _ 45-8 3 ? 44
• 56 44
• - -, т.е. А = 56, Б = 120 120 132’

В = 44, Г = 132. Такие сменные зубчатые колеса в наборе станка мод. 5843 имеются.

Проверяем условия сцепляемости колес гитары:

• 132 = 132 - условие (11.15) выполняется;
• 56 + 120 + 44 + 132 > 2 44 + 132
• 120 + 44 + 132

Таким образом, все условия сцепляемости выполнены. Кроме того, колеса А и В, а также Б и Г при этой наладке можно менять местами, так как передаточное отношение и условия сцепляемости сохраняются.

Рассмотрим другой вариант настройки гитары деления станка мод. 5843. Выбираем г, = 19. Разделив г на 1 Р получим частное 7 и остаток к = 2. Для г. = 19 и остатка к = 2 находим А тах Д = 0,57 (см. табл. 11.9), что соответствует отличному выбору Далее подбираем сменные зубчатые колеса гитары деления А, Б, В и Г в соответ-

А В ** Б ‘ Г

3-19 _ 19 135 45

ствии с формулой настройки (11.9):

• 19 I = Г9_6 ЕД5 15 3 15 6 3 - 35

Т.е. А = 114, Б = 90, В = 35,

Г = 105. Такие сменные колеса в наборе станка мод. 5843 имеются. Проверяем условия сцепляемости:

114 > 100 - условие (11.14) не выполняется.

Если поменять местами А и В, то условие (11.14) будет выполняться (35

п „ . А В п I, 319 19

Возможен другой вариант: / = - - =3 - = - = - =

• * Ь 1 I 135 45
• 19 4 45-4
• 76 1 90"2

Т.е. А = 76, Б = 90, В = 60,

В таком варианте все условия сцепляемости выполняются. Однако в имеющемся наборе сменных колес станка мод. 5843 отсутствует колесо г = 76, но в наборе станка мод. 5М841 оно имеется. Поскольку сменные колеса к этим станкам взаимозаменяемы (т.е. имеют одинаковый модуль и посадочное отверстие), то для предприятий, использующих оба станка, можно как исключение рекомендовать приведенный выше вариант настройки.

Если же нет возможности заимствовать сменное зубчатое колесо с I = 76, то можно рассмотреть вариант настройки гитары с = 13. Разделив г = 135 на 13, получим частное 10 и остаток к = 5. Для? (. = 13 и остатка к = 5 находим N /z = 0,62 (см. табл. 11.9), что соответствует хорошему выбору г, (но хуже, чем при = 7).

Подбираем сменные зубчатые колеса гитары деления А, Б, В и Г

• 313 _ 13 _ 13-2 _ 13 2 _ 13 4 2-42 _ 52 84
• 135 45 _ 15-3-2 30 3 30 4 ‘ 3 42 120 126 ’

т.е. А = 52, Б = 120, В = 84, Г = 126. Такие сменные колеса в наборе станка мод. 5843 имеются.

Проверяем условия сцепляемости колес гитары:

• 116 204 - условие (11.16) не выполняется.

Меняем местами колеса А и В, сохраняя при этом / :

• 84 + 120 + 52 + 126 > 330 - условие (11.17) выполняется;
• 2 52 + 126
• 120 + 52 + 126

Окончательно получаем: А = 52, Б = 120, В = 84 и Г = 126. Сменные колеса Б и Г можно менять местами, а сменные зубчатые колеса А и В - нельзя из-за нарушения условий сцепляемости.

Пример 11.20. Подобрать сменные зубчатые колеса гитары деления для шлифования прямозубого колеса (т = 2 мм, г = 352, Ь = 25 мм) на зубошлифовальном станке мод. 5843.

Выбираем = 35. Разделив? на 1 Г получим частное 10 и остаток к = 2. Для г,- = 35 и остатка к = 2 находим А тах /г = 0,51 (см. табл. 11.9), что соответствует отличному выбору 1 Г

• 3-5-7 15 7 15-4 7-10

_ " _ _ " _ _

• 32-1 1 32 11 32-4 11-10

В = 70, Г = 110. Такие сменные зубчатые колеса в наборе станка мод. 5843 имеются.

Проверяем условия сцепляемости колес гитары:

• 60 + 128 + 70 + 110 > 330 - условие (11.17) выполняется;
• 2 70 + 110
• 128 + 70 + 110

Таким образом, все условия сцепляемости выполнены.

В руководстве по эксплуатации станка мод. 5843 имеется таблица подобранных сменных зубчатых колес для гитары деления при шлифовании зубчатых колес от г т|п = 10 Дог тах = 250 (за исключением колес с простыми числами зубьев более ста: 101, 103, 107,.., 241, а также с числами зубьев, которые им кратны: 202, 206, 214 и т.д.) Обычно в руководстве предлагаются два или три варианта наладки гитары деления (звездочкой отмечается более благоприятные поточности). Однако численный показатель точности шлифования N ^ не приводится.

В приложении 7 настоящего справочника приведены варианты настройки гитары деления станка мод. 5М841 при шлифовании зубчатых колес с z = 252...300, в приложении 8 - зубчатых колес с z = 301...350: предложено по два варианта наладки, лучший поточности обработки вариант отмечен звездочкой.

В приложении 9 приведены варианты настройки гитары деления станка мод. 5843 при шлифовании зубчатых колес с I = 355... 1000 с выборочно взятыми значениями z. Причем z = 1000 нельзя считать максимальным числом зубьев колеса, шлифуемого на станке мод. 5843. Например, для шлифования зубчатого колеса cz = 1600 можно предложить следующий вариант настройки гитары деления: z j =143, А = 52, Б = 128, В = 66, Г = 100. При максимально возможном в данном случае т = 0,5 мм и прямых зубьях расчетная длина плеча рычага / = 493,35 мм (максимальная длина плеча рычага у этого станка 700 мм), N /z = 0,63 (соответствует хорошему выбору настройки). Для зубчатого колеса с г = 1800 можно настроить гитару деления для шлифования при z i = 9 следующим образом: А = 35, Б = 125, В = 65, Г = 120, М тах /1 = 0,55 (соответствует отличному выбору настройки). При максимально возможном в данном случае т = 0,5 мм длина плеча рычага /=314 мм.

В большинстве случаев максимальный торцовый модуль т / бывает ограничен числом зубьев z шлифуемого колеса, но в ряде случаев ограничением становится число зубьев z i (ограничения по максимальной длине плеча рычага возникают раньше, чем ограничения по наибольшему диаметру заготовки

Зубчатые колеса с z = 268 (4 67), 284 (4 71), 292 (4 73), 316 (4 79), 335 (5 67), 355 (5 71), 365 (5 73), 395 (5 79), а также с числом зубьев 300, 330, 360 и 440 и др. (см. приложения 7...9) после зубошлифования имеют пониженную точность. Дело в том, что числа 67, 71, 73 и 79 не раскладываются на множители, поэтому при шлифовании колес с г, кратным этим числам, в гитару деления необходимо устанавливать сменные колеса (Б и Г) с числом зубьев 67, 71, 73 и 79 соответственно. Тогда для обеспечения условия сцепляемос-тиА+Б+В + Г> 330 следует назначать большие значения?., что автоматически ограничивает применение максимального модуля шлифуемого колеса. Поэтому при зубошлифовании некоторые зубчатые колеса (особенно косозубые крупномодульные), вопреки паспортным данным станка мод. 5843, обработать невозможно.

На производстве в таких случаях нарезают дополнительные сменные зубчатые колеса (т = 1,5 мм) с удвоенным числом ранее названных чисел зубьев: z = 134, 142, 146 и т.п. Тогда появляется возможность, уменьшив значения z j , увеличить модуль.

Пример 11.21. Необходимо обработать на зубошлифовальном станке мод. 5843 косозубое колесо (= 3 мм, г = 268, т.е. 268 = = 4 67). В этом случае (см. приложение 7) ограничивающий торцовый модуль = 2,25 мм не позволит при рекомендуемой наладке обработать заготовку. Если же изготовить дополнительное сменное колесо с z = 134, то можно вместо = 45 назначить z i = 27. Тогда сменные зубчатые колеса будут иными: А = 54, Б = 134, В = 78, Г = 104. При этом может быть допущен т 1 тах = 3,25 мм (с учетом ограничения по максимальному диаметру обработки) и критерий точности обработки N max /z = 0,52, который соответствует высокой точности обработки.

Пример 11.22. Нужно обработать на зубошлифовальном станке мод. 5843 косозубое колесо (т / = 3 мм, ? = 284, т.е. 284 = 4-71). В этом случае (см. приложение 7) ограничивающий торцовый модуль т / = 2,25 мм (если z i = 45) не позволит при рекомендуемой наладке обработать заготовку. Если же изготовить дополнительное сменное колесо с z = 142, то можно назначить z j = 13. И тогда сменные зубчатые колеса будут иными: А = 52, Б = 142, В = 45, Г = 120. При этом допустимый т / тах = 3,1 мм (с учетом ограничения по максимальному диаметру обработки) и критерий точности обработкиУУ тах Д = = 0,54, который соответствует еще более высокой точности обработки, чем при z? = 45.

Использование некоторых сменных зубчатых колес станка мод. 5М841 для настройки гитары деления станка мод. 5843 (табл. 11.12) может также обеспечить назначение меньшего z i , а следовательно, и большего, а в некоторых случаях и меньшего значения N /1, т.е. прогнозирование меньших отклонений шага/ р.

При использовании сменных зубчатых колес из набора станка 5М841, отмеченных звездочкой (см. табл. 11.12), возможно шлифование колес с большим модулем, чем рекомендовано в приложени ях 7 - 9. Например, у колеса г = 300 можно увеличить т с 2,1 до 3 мм;

Таблица 11.12

Настройка гитары деления станка мод. 5843 на шлифование зубчатых колес с использованием сменных колес из набора станка мод. 5М841

Число зубьев шлифуемого колесаz	Число пропускаемых при деле-нии зубьев	Число зубьев сменных зубчатых колес гитары деления				Максимальный торцовый модуль m tnrn, MM	Максимальное число впадин N m?X , шлифуемых между двумя соседними зубьями,

Примечание. Значком «*» отмечены сменные колеса, взятые из набора станка мод. 5М841, значком «**» - дополнительно изготовленные сменные колеса.

I = 330 - с 2,1 до 2,7 мм; г = 335 - с 1,8 до 2,7 мм; г = 335 - с 2,0 до 2,5 мм; ? = 360 - с 2,1 до 2,5 мм и т. п.

Рассмотренные примеры позволяют сделать следующие выводы.

• 1. После выбора г, подбирают сменные колеса гитары деления из имеющегося на станке набора, точно обеспечивая заданное передаточное отношение и условия сцепляемости сменных зубчатых колес.
• 2. Для одинаковых значений? и?. возможен не один вариант подбора сменных зубчатых колес.
• 3. Сменные зубчатые колеса А и В, а также Б и Г можно менять местами.
• 4. Для каждого набора сменных зубчатых колес существует такой подбор, который обеспечивает минимальное передаточное отношение. Это ограничивает для принятого z j максимально возможное число зубьев г тах, которое можно обработать на станке (см. табл. 11.11).
• 5. При имеющемся наборе сменных зубчатых колес на станке мод. 5М841 невозможно осуществить наладку для г = 195 и?.
• 6. В руководствах к станкам мод. 5М841 и 5843 имеются таблицы, рекомендующие подбор сменных зубчатых колес гитары деления для обрабатываемых колес: от 7 . = 10 до z max = 200 (мод. 5М841) и от z m ? m = Ю Д° ? тах = 250 (мод. 5843), исключая зубчатые колеса с простым числом 100(101, 103, 107, 109, 113 и т.д.), а также с кратными им числами (202, 206, 214 и т.д.). Для таких зубчатых колес невозможна точная настройка гитары деления, в результате чего неизбежны большие отклонения окружного шага колеса и шага зацепления.
• 7. В руководствах к станкам мод. 5М841 и мод. 5843 для каждого обрабатываемого колеса предложено два или три варианта наладки. Вариант с меньшим значением z j обеспечивает большую производительность шлифования, и его рекомендуется выбирать при черновом шлифовании зубьев. Вариант, обозначенный в таблицах руководства звездочкой, является предпочтительным по точности обработки, и его рекомендуется выбирать при чистовом шлифовании зубьев. Однако в этих таблицах отсутствует числовой показатель точности зубошлифования А^ тах Д-
• 8. В настоящем справочнике имеются приложения 3-9, в которых приведены рекомендуемые наладки гитар деления при шлифовании зубчатых колес с числом зубьев от? = 201 до? = 600 (мод. 5М841) и от г = 252 до z = 1000 (мод. 5843) с указанием объективного показателя точности зубошлифования N ^
• 9. Сменные зубчатые колеса зубошлифовальных станков мод. 5М841 и 5843 взаимозаменяемы благодаря одинаковым модулю и диаметру посадочного отверстия. Это позволяет назначать меньшие значения z i , а следовательно, обрабатывать зубчатые колеса большего модуля. Такой прием возможен при наличии на предприятии станков обеих моделей, а при отсутствии одной из них желательно изготовить дополнительный набор сменных зубчатых колес, чтобы появилась возможность шлифовать изделия заданного модуля.