Единое окно доступа к образовательным ресурсам

Наладка и настройка зубострогального станка для нарезания прямозубых конических колёс: Лабораторная работа

Голосов: 0

Приведены порядок и методические указания по выполнению лабораторной работы при изучении конструкции и наладке зубострогального станка модели 5236П. Предназначена для студентов 3 - 5 курсов, обучающихся по специальности 151001 "Технология машиностроения" всех форм обучения, и бакалавров, обучающихся по направлениям подготовки 151000 и 150900 при изучении дисциплины "Металлорежущие станки".

Приведенный ниже текст получен путем автоматического извлечения из оригинального PDF-документа и предназначен для предварительного просмотра.
Изображения (картинки, формулы, графики) отсутствуют.
        НАЛАДКА И НАСТРОЙКА
  ЗУБОСТРОГАЛЬНОГО СТАНКА
  МОДЕЛИ 5236П ДЛЯ НАРЕЗАНИЯ
ПРЯМОЗУБЫХ КОНИЧЕСКИХ КОЛЁС




       ♦ ИЗДАТЕЛЬСТВО ТГТУ ♦


     Министерство образования и науки Российской Федерации
ГОУ ВПО «Тамбовский государственный технический университет»




     НАЛАДКА И НАСТРОЙКА
   ЗУБОСТРОГАЛЬНОГО СТАНКА
   МОДЕЛИ 5236П ДЛЯ НАРЕЗАНИЯ
 ПРЯМОЗУБЫХ КОНИЧЕСКИХ КОЛЁС

       Лабораторная работа по курсу «Металлорежущие станки»
  для студентов 3 – 5 курсов, обучающихся по специальности 151001
        «Технология машиностроения» всех форм обучения, и
    бакалавров, обучающихся по направлениям подготовки 151000
 «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных
         производств» и 150900 «Технология, оборудование и
          автоматизация машиностроительных производств»




                            Тамбов
                       Издательство ТГТУ
                              2008


УДК 681.7.053.4
ББК К635.001.455я73-5
    В172


                                Рекомендовано Редакционно-издательским советом ТГТУ


                                                     Рецензенты:
                                          Кандидат технических наук, профессор
                                        кафедры «Материалы и технология» ТГТУ
                                                     Г.А. Барышев
                               Начальник КБ редукторов ЗАО «Завод «Тамбовполимермаш»
                                                     К.С. Козлов


                                                    Составители:
                                                В.А. Ванин, В.Х. Фидаров



В172 Наладка и настройка зубострогального станка для нарезания прямозубых конических колёс : лабораторная работа /
    сост. : В.А. Ванин, В.Х. Фидаров. – Тамбов : Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2008. – 48 с. – 100 экз.



         Приведены порядок и методические указания по выполнению лабораторной работы при изучении конструкции и наладке зубо-
    строгального станка модели 5236П.
         Предназначена для студентов 3 – 5 курсов, обучающихся по специальности 151001 «Технология машиностроения» всех форм
    обучения, и бакалавров, обучающихся по направлениям подготовки 151000 и 150900 при изучении дисциплины «Металлорежущие
    станки».
                                                УДК 681.7.053.4
                                                ББК К635.001.455я73-5


                                  ГОУ ВПО «Тамбовский государственный
                                   технический университет» (ТГТУ), 2008


                      Учебное издание

    НАЛАДКА И НАСТРОЙКА
  ЗУБОСТРОГАЛЬНОГО СТАНКА
 МОДЕЛИ 5236П ДЛЯ НАРЕЗАНИЯ
ПРЯМОЗУБЫХ КОНИЧЕСКИХ КОЛЁС
                   Лабораторная работа

                     Составители:
              ВАНИН Василий Агафонович,
              ФИДАРОВ Валерий Хазбиевич

              Редактор О.М. Г урьянова
Инженер по компьютерному макетированию Т.А. Сынко ва


               Подписано в печать 8.12.2008.
             Формат 60 × 84 / 16. 2,79 усл. печ. л.
                Тираж 100 экз. Заказ № 554

             Издательско-полиграфический центр
   Тамбовского государственного технического университета,
            392000, Тамбов, Советская, 106, к. 14


                                    НАЛАДКА И НАСТРОЙКА ЗУБОСТРОГАЛЬНОГО СТАНКА
                                       МОДЕЛИ 5236П ДЛЯ НАРЕЗАНИЯ ПРЯМОЗУБЫХ
                                                 КОНИЧЕСКИХ КОЛЁС
     Ц е л ь р а б о т ы : закрепить теоретические знания о принципе работы станков, предназначенных для нарезания кони-
ческих колёс с прямым зубом методом обкатки. Изучить устройство, кинематику и технологические возможности зубостро-
гального полуавтомата модели 5236П и овладеть практическими приёмами его настройки.

                                                                    ЗАДАНИЕ
        1. Ознакомиться с особенностями конической передачи и геометрическими параметрами прямозубого конического ко-
леса.
    2. Ознакомиться с назначением, принципом работы, структурной и кинематической схемами станка, его основными
узлами и органами управления.
    3. Настроить и наладить станок на нарезание прямозубого конического колеса согласно данным варианта задания.
    4. Нарезать на станке колесо и предъявить преподавателю.

                                                    ДАННЫЕ ВАРИАНТОВ ЗАДАНИЙ
                                        Длина

                                        зубьев
              Число
     Модуль                  Число
              зубьев                    нарезае-                      Скорость Харак-
 №   нарезае-                зубьев
              нарезае-                                     Материал круговой      тер
 ва-  мого                   сопря-                С, мм
              мого                       мого              заготовки подачи Sкр, обра-
риан колеса                 женного
              колеса                                                   мм/д.х.   ботки
 та   m, мм                 колеса z2
              zз (z1)                   колеса

                                         В, мм

  1                100        150                                      0,10
                                                                                 Чистовая


  2                120        140                                      0,10
  3        0,5     130        130         10        6       Сталь      0,10
  4                140        120                            45        0,10
  5                150        100                                      0,10
  6                80         125                                      0,15
                                                                                 Чистовая




  7                85         120                                      0,15
  8        1,0     90         110         12        8       Сталь      0,15
  9                95         100                            20Х       0,15
 10                100         80                                      0,15
 11                50          50                                      0,20
                                                                                 Чистовая




 12                55          70                                      0,20
 13        1,5     60          80         15        10     Бронза      0,20
 14                65          70                                      0,20
 15                70          60                                      0,20
                                                                                                   Продолжение табл.
                                        Длина

                                        зубьев
                 Число
     Модуль                  Число
                 зубьев                 нарезае-                      Скорость Харак-
 №   нарезае-                зубьев
                 нарезае-                                  Материал круговой      тер
 ва-  мого                   сопря-                С, мм
                 мого                    мого              заготовки подачи Sкр, обра-
риан колеса                 женного
                 колеса                                                мм/д.х.   ботки
 та   m, мм                 колеса z2
                 zз (z1)                колеса

                                         В, мм

 16                 45         45                                      0,15
                                                                                 Черновая




 17                 50         60                                      0,15
 18        2,0      55         30         18        12     Сталь       0,15
 19                 58         35                          12ХН3       0,15
 20                 60         20                                      0,15
 21                 30         30                                      0,20
                                                                                 Черновая




 22                 35         50                                      0,20
 23        2,5      40         45         20        15      Чугун      0,20
 24                 45         40                                      0,20
 25                 50         30                                      0,20


                                         ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
         1.      Ознакомится с геометрией и методикой образования поверхностей зубьев конических прямозубых колёс на
   станке.
      2. Ознакомиться с назначением, устройством, принципом работы, структурной и кинематической схемами станка,
управлением.
      3. Записать условной записью исполнительные движения в станке, необходимые для нарезания заданного колеса, и
определить, по каким параметрам они должны настраиваться.
      4. Настроить исполнительные движения по требуемым параметрам (написать расчётные перемещения, составить урав-
нения кинематического баланса, вывести формулы настройки, рассчитать передаточные отношения и подобрать сменные
зубчатые колёса гитар скорости резания, обкатки, деления, качания люльки и т.д., предварительно определив режимы реза-
ния).
      5. Рассчитать параметры, необходимые для наладки станка (величину хода резцов, угол конусности зуба для угловой
установки суппортов, угол внутреннего конуса колеса, угол качания люльки и т.д.).
      6. Произвести наладку станка: установить поворотные сегменты на угол сходимости линий основания зуба обрабаты-
ваемого колеса; установить резцы по калибрам; установить длину и место действия резцов; установить сменные зубчатые
колёса гитар и угол качания люльки; произвести угловую и осевую установку бабки изделия; установить заготовку на оправ-
ку и настроить механизм зажима на требуемое усилие; настроить счётчик циклов.
      7. Проверить правильность настройки станка совместно с учебным мастером. С разрешения учебного мастера вклю-
чить станок и нарезать колесо.
      8. Составить отчёт о работе.

                                            МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
                                                                                Назначение и принцип работы станка
                                              1. НАЗНАЧЕНИЕ СТАНКА
     Зубострогальный станок модели 5236П предназначен для нарезания конических зубчатых колёс с прямым зубом двумя
резцами методом обкатки. Станок обеспечивает нарезание колес 6/7-й степени точности. Повышенная точность обеспечива-
ется применением в конечных звеньях кинематических цепей высокоточных червячных передач с большим передаточным
отношением.

                                  2. ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СТАНКА
    1. Модуль нарезаемых колёс, мм                       0,5...2,5
    2. Число зубьев нарезаемого колеса                   10...200
    3. Наибольшее передаточное отношение
        нарезаемых колёс при угле между осями δ = 90°    10/1
    4. Наибольший диаметр делительной окружности
        нарезаемого колеса, мм; (δ = 90°) при l = 10/1   125
                                              l = 2/1    110
                                              l = 1/1    90
    5. Угол делительного конуса нарезаемых колёс         5°42′…84°18′
    6. Длина образующей делительного конуса, мм          7,0…63
    7. Наибольшая длина зуба, мм                         20
    8. Наибольшая длина хода резцов, мм                  28
    9. Число двойных ходов резцов в минуту               460…800
    10. Наибольший угол установки суппортов, град.       8°
    11. Расстояние от торца шпинделя делительной
        бабки до центра станка, мм                        30…140
    12. Наибольший угол качания люльки, град.
                                            вверх         35°
                                            вниз          35°
    13. Время, затрачиваемое на обработку одного
        зуба, с                                           3,7…126
    14. Наибольшая длина хода ползунов, мм                28
    15. Угол установки бабки изделия, град.
                                 наибольший               90°
                                 наименьший               5°
    16. Наибольшая высота обрабатываемого зуба, мм        5,5
    17. Необходимый выход резца, мм
                                 с тонкого конца зуба     3
                                 с толстого конца         5

                           3. ПРИНЦИП РАБОТЫ СТАНКА И ЕГО СТРУКТУРНАЯ СХЕМА
    Форма боковой поверхности зуба конического прямозубого колеса образуется двумя производящими линиями: прямой
линией – форма зуба по длине и пространственной кривой, несколько отличающийся от плоской эвольвенты – форма зуба по
профилю.
    При обработке сначала получают форму зуба по длине методом следа, а затем по профилю – методом обката.


         Конические колёса служат для передачи вращения между валами с пересекающимися осями. Их называют угловыми передача-
    ми. В наиболее распространённом случае, когда угол между осями валов равен 90°, передача называется ортогональной.
    На рис. 1 представлена схема зацепления двух конических колёс, а на рис. 2 – элементы конического зубчатого колеса.
    При проектировании конической зубчатой передачи обычно задают передаточное отношение i12 и угол δ между осями
колес 1 и 2 (рис. 1).




                                         Рис. 1. Схема зацепления двух конических колёс




                                         Рис. 2. Элементы конического зубчатого колеса

    Тогда
                                                                 sin ϕ2
                                                         i12 =          ;   δ = ϕ1 + ϕ2;
                                                                 sin ϕ1
                                                 i12 + cos δ                                   i12 + cos δ
                                    ϕ1 = arctg               ;       ϕ2 = δ − ϕ1 = δ − arctg               .
                                                    sin δ                                         sin δ
    Если угол δ = 90°, то ϕ1 = arctg i12; ϕ2 = δ – arctg i12;
                                                         d e1 me z1         d     m z
                                                 re1 =       =      ; re 2 = e 2 = e 2 ,
                                                          2    2             2     2
где ϕ1 и ϕ2 – половины углов начальных конусов соответственно колёс 1 и 2; δ – угол между осями колёс; re1, re2, de1, de2 –
средние делительные радиусы и диаметры у оснований делительных конусов колёс 1 и 2; me – модуль; z1 и z2 – числа зубьев
                                        ′
колёс 1 и 2; he – внешняя высота зуба; he – высота головки зуба; he′ – высота ножки зуба;
                                                                  ′
                                  ′
                                 he = me;     ′     ′
                                             he′ = he + сme = me + 0,2me = 1,2me;                    ′
                                                                                               he = he + he′ .
                                                                                                          ′
    Длина образующей начальных конусов
                                                                      re1    r
                                                            Le =          = e2 .
                                                                    sin ϕ1 sin ϕ2
    Углы γа и γf головки и ножки зуба определяются
                                                                    h′                 h′′
                                                         tg γ a =      ;    tg γ f =       .
                                                                    Le                 Le


    Радиусы конусов головок равны
                                         d ae1                                   d ae 2
                                rae1 =         = re1 + h′ cos ϕ a1 ;   rae 2 =          = re 2 + h′ cos ϕ a 2 ,
                                           2                                       2
где ϕa1 = ϕ1 + γa; ϕa2 = ϕ2 + γа.
      Образование зубьев конических колёс можно представить следующим образом. Пусть построены конусы S1 и S2 (рис.
3), являющиеся аксоидами в относительном движении. По аналогии с цилиндрическим зацеплением их называют начальны-
ми конусами. Пересечём эти конусы какой-либо сферой с центром в точке О. Тогда в пересечении получим две окружности I
и II, соприкасающиеся в точке Р0.
      Исследование перекатывания без скольжения начальных конусов может быть заменено рассмотрением перекатывания
окружностей I и II. Так как окружности I и II лежат на сфере, то вместо образующей прямой мы получаем образующую дугу
N–N большего круга на построенной сфере. Число сфер, которыми можно пересечь указанные конусы, бесконечно велико, и
для каждой сферы можно получить соответствующие окружности, аналогичные окружностям I и II, и образующие дуги,
аналогичные дуге N–N.
      Геометрическое место всех образующих дуг N–N есть некоторая плоскость S, содержащая прямую ОР0 и наклонённая к
плоскости, касательной к начальным конусам, под углом α. Угол α, обычно принимающийся равным 20°, является углом
зацепления, а плоскость S – образующей плоскостью.




                                    Рис. 3. Построение конического зацепления на сфере
     Если через прямую ОО1 провести плоскость, перпендикулярную плоскости S, то в пересечении двух плоскостей полу-
чим прямую АО. Вращением прямой АО вокруг оси ОО1 получается конус 1, который называется основным конусом. Плос-
кость S – касательна к основному конусу. Аналогично может быть построен второй основной конус 2.
     Профили зубьев могут быть образованы перекатыванием без скольжения плоскости S по основным конусам в виде спе-
цифических эвольвент. При качении плоскости S по основному конусу 1 точка Р0 опишет сферическую эвольвенту М 1Э1 , а
при качении по основному конусу 2 – сферическую эвольвенту М 2 Э2 . Если такие же сферические эвольвенты построить для
других точек плоскости S, расположенных на прямой ОР0, то эти эвольвенты будут образовывать поверхности зубьев факти-
чески точного эвольвентного конического зацепления.
     Размеры зубьев конических колёс в различных сечениях неодинаковы. Стандартный модуль m принято назначать для
внешнего торцевого сечения зубьев.
     Проектирование и изготовление точного эвольвентного конического зацепления трудно осуществить практически, так
как сфера не разворачивается на плоскость. Поэтому применяют приближённый метод профилирования зубьев, который
заключается в следующем.
     Рассматривая точное очертание зубьев (рис. 4), можно увидеть, что торцевые поверхности зубьев на сфере образуют
сферические пояса шириной а (на рис. 4 они заштрихованы). Ширина а поясов весьма мала по сравнению с радиусом R той
сферы, на которой они расположены. Поэтому можно с достаточной точностью заменить сферические пояса поясами, лежа-
щими на конусах, образующие которых касательны к сфере радиуса R в точках, принадлежащих окружностям I и II.
     Если теперь представить два начальных конуса в их проекции на плоскость, содержащую оси начальных конусов (рис.
5), то построение конусов, на поверхности которых лежат торцевые поверхности зубьев, может быть сделано следующим
образом.
     Пусть начальный конус S1 проектируется в виде треугольника AOP0. При точном построении профиля конус головок
проектируется в виде треугольника bОb, а конус ножек – в виде треугольника аОа. При точном проектировании сечения
торцевых поверхностей зубьев плоскость поверхностей представляется в виде дуг аb, лежащих на проекции сферы радиуса
R. Так как конусы, на которых должны лежать торцевые поверхности приближённых профилей зубьев, должны касаться
сферы по начальным окружностям, то для нахождения проекций этих конусов через точку P0 проводим прямую O1O2, пер-
пендикулярную к прямой OP0. В пересечении с осями 1 и 2 получаем точки O1 и O2, представляющие собой вершины иско-
мых конусов.


                    Рис. 4. Расположение профилей зубьев конических колёс на сферической поверхности




                                    Рис. 5. Проекции начальных конусов на плоскость

     Проекциями конусов первого и второго колеса являются соответственно треугольники O1AP0 и O2BP0. Сечения профи-
лей торцов изображаются прямыми a' и b', лежащими на построенном конусе, вместо кривых аb. Очевидно, что чем больше
отношение радиуса сферы к модулю зубьев, тем меньше ошибка, которую мы допускаем, заменяя построения профилей
зубьев, образованных сферическими эвольвентами, построением зубьев на поверхности конусов O1AP0 и O2BP0.
     Конусы с вершинами в точках O1 и O2 носят название дополнительных. Построение профилей торцевых поверхностей
зубьев не встретит теперь никаких трудностей, так как дополнительные конусы могут быть развёрнуты на плоскость, и, сле-
довательно, всё построение сведётся к построению на плоскости.
     Пусть заданы начальные конусы S1 и S2 (рис. 6). Проводим плоскости DЕ и ЕС, ограничивающие длины зубьев. Далее
строим дополнительные конусы O1AP0 и O2BP0 и развёртываем эти конусы на плоскость проекции. Для этого из точек O1 и
                                                 R1             R2
O2 проводим окружности I и II радиусами ρ1 =           и ρ1 =       . Полученные дуги P0RL и P0NM представляют собой
                                               cosϕ1          cosϕ2
развёрнутые начальные окружности радиусов R1 и R2. Эти дуги могут быть приняты за начальные окружности условных ци-
линдрических колёс с центрами в точках O1 и O2.
     Далее профилируем эвольвентные зубья на плоскости и получаем два зубчатых сектора I и II. Затем навёртываем эти
зубчатые секторы на дополнительные конусы. Соединив все точки полученных профилей прямыми с точкой О (рис. 7), бу-
дем иметь боковые поверхности зубьев. Таким образом могут быть построены зубья конических колёс, соответствующие
заданным начальным конусам.
     Таким образом, форма зуба по профилю должна представлять собой сферическую эвольвенту. Форму же зуба по длине
характеризует линия пересечения начального конуса с боковой поверхностью зуба. У прямозубых конических колёс эта ли-
ния прямая, так как образующие начального


                                   Рис. 6. Профилирование зубьев конических колёс на
                                          поверхностях дополнительных конусов




                             Рис. 7. Цилиндрические колёса, эквивалентные соответствующим
                                                 им коническим колёсам

конуса и боковой поверхности зуба сходятся в общей вершине – точке пересечения осей колёс. Во всех остальных случаях
эта линия будет представлять собой пространственную кривую.
     Такой характер производящих линий (в общем случае кривые двоякой кривизны), образующих боковую поверхность
зуба конического колеса, является серьёзным препятствием в разработке способов профилирования зубьев и создании кине-
матики соответствующих станков. По этой причине при профилировании сопряжённых конических колёс их рассматривают
не в зацеплении друг с другом, а в зацеплении каждого из них в отдельности с плоским воображаемым производящим коле-
сом, радиус которого равен длине образующей ОР (рис. 8, а, б). Очевидно, что если два конических колеса точно сопряжены
с одним воображаемым производящим колесом, то они будут сопряжены также друг с другом.




                                          а)              б)               в)
                 Рис. 8. Схема зацепления сопряжённых конических колёс с плоским производящим колесом
     При расчёте же параметров конической передачи в целом (угол зацепления, коэффициенты профильного перекрытия,
высотные пропорции зубьев и т.д.) используется приём, при котором зацепление пары конических колёс принимается экви-
валентным зацеплению цилиндрических с радиусами начальных окружностей шестерни Rш колеса Rк (рис. 8, в), равными
длинам образующих дополнительных конусов, построенных на осях вращения ООш и ООк и касательных к сфере (рис. 8, б).
     Так как угол при вершине начального конуса плоского колеса равен 180°, то линия, определяющая форму зуба по дли-
не, лежит на плоскости, и по характеру именно этой линии принято называть отдельные разновидности конических колёс.
     Из возможных форм по длине чаще используется прямая (конические колёса с прямыми и тангенциальными зубьями),
дуга окружности (колёса с дуговыми зубьями и с нулевым углом спирали) и реже – эвольвента и эпициклоида (конические
колёса с криволинейными зубьями), так как эти линии легче реализовать на станках с помощью комбинации простых равно-
мерных поступательных и вращательных движений.
     Радиус воображаемого плоского колеса Rпл, равный длине образующей L (рис. 9, а) может быть найден из треугольника
ОАВ (рис. 9, б)



    
Яндекс цитирования Яндекс.Метрика