Графическое определение профиля

При конструировании червячно-шлицевой фрезы определение профиля зуба в нормальном сечении представляет задачу трудоёмкую и ответственную. Для лучшей проработки этого вопроса и исключения ошибок, особенно в части конструктивного решения основания зуба и «усика», необходимо выполнить профилирование графическим методом посредством использования линии профилирования (зацепления). Сам метод следует изучить по учебнику [1]. После чего приступить к предварительным вычислениям, а затем к определению профиля.

1. Вычислить по формуле (1) из табл. 5 расчётный диаметр D_pокружности выступов валика.

2. Вычислить по формуле (3) расчетную ширину b_pшлица.

3. Вычислить по формуле (4) начальный диаметр d_w.

4. Вычислить высоту ножки зуба фрезы H_f от начальной прямой до основания технологической канавки по формуле

H_f = h_f + h_ф + U,

где h_f – определяется по формуле (29); h_ф – по формуле (28); U– по формуле (31).

5. Выбрать масштаб Мпостроения. Масштаб должен быть наибольшим, обеспечивающим возможно полное использование площади чертежа. Чертеж выполнить на формате А1 по международному стандарту ISO 216. Масштаб следует уточнить путём пробного построения. Первоначально принять масштаб в пределах 30:1 ч 50:1. Пример построения на рис. 2 выполнен применительно к шлицевому валу d–6×26g6×32a11×6f9.По данным пробного построения уточнить масштаб по условию полного прочерчивания поднутрения вала, усика, головки зуба, ножки зуба и предельного использования площади чертежа.

6. Ось 1 расположить примерно посередине чертежа.

7. Полюс Р зацепления расположить ниже верхней границы рамки чертежа на величину H_f+ 10 мм.

8. Вычертить шлицевой вал в исходном положении 2.

9. Провести окружности: начальную 3, впадин 4 и 5.

10. Разделить начальную окружность на 64 части и нанести метки.

11. Построить из центра вала вспомогательную окружность диаметром, равным расчётной ширине шлица вала.

12. Из точек пометок на начальной окружности провести касательные к вспомогательной окружности.

13. От каждой касательной восстановить перпендикуляр, проходящий через точку Р(полюс зацепления). Точки пересечения пометить. Через помеченные точки провести лекальную кривую, которая и является линией зацепления (профилирования) во взаимном обкаточном движении начальной окружности по начальной прямой (условно не показана, чтобы не перегружать чертеж ненужным построением).

14. Определить положение точек профиля зуба фрезы. Точки a_i, b_i, c_iявляются сопряженными. Поэтому, например, точки a₅(фрезы) и b₅(вала) в процессе обкаточного движения (против часовой стрелки для вала и влево в прямолинейном направлении для фрезы) встречаются на линии профилирования в точке С₅. Поэтому для определения положения точки а₅достаточно от точки C₅вправо отложить развёртку длины начальной
окружности, соответствующую в этом случае четырём окружным шагам (4/64).

15. Через точки a_iпровести лекальную кривую, которая является
искомым профилем в нормальном сечении зуба фрезы.

16. Уточнить ширину и форму усика зуба фрезы путём построения вероятной формы профиля поднутрения, состоящего из двух сопряжённых удлинённых эвольвент, касающегося окружности 5.

17. Уточнить форму основания зуба фрезы. При этом следует учитывать, что профиль зуба следует продолжить за точку a₃с тем, чтобы не зарезать фаску у вала, и что формирование фаски произойдет при обкаточном движении от исходного положения фрезы вправо, а вала – по часовой стрелке.

Рис. 2. Графическое определение профиля

Определенный таким путем профиль зуба фрезы необходим при аналитическом расчёте, который в общем формализован, является не наглядным и без надлежащего контроля может привести к грубым ошибкам. В отношении усика и основания зуба следует сопоставить размеры, определённые двумя методами, и при принятии окончательного решения предпочтение отдать графическому решению. Дело здесь в том, что сами расчётные формулы для вычисления смещения фаски от начальной прямой и ширины усика недостаточно точны.