Изготовление шкивов. 
Технология машиностроения

Основные виды ременных передач, используемых в машиностроении, показаны на рис. 11.39.

Рис. 11.39. Виды ременных передач:

а — плоские; б — клиновые; в — поликлиновые; г — зубчатые Шкивы для всех видов передач являются типичными фланцами, обладающими точным отверстием и наружной поверхностью, несущей профили для ремней. Имеются достаточно жесткие требования к взаимному расположению оси отверстия и наружных поверхностей. Следовательно, остаются справедливыми изложенные ранее общие подходы к числу установив и выполнению обработки самых точных поверхностей на завершающих этапах обработки.

Рабочая поверхность ведущего шкива (рис. 11.40, а) плоскоременной передачи и ведомого шкива (рис. 11.40, б) этой передачи при скорости ремня свыше 25 м/с должна быть выпуклой. Это предохраняет передачу от сползания ремня при вращении шкивов. При смещении ремня к краю шкива в ту или другую сторону возникает действующая на ремень сила, направленная в сторону выпуклости шкива. Эта сила увлекает ремень к его наивысшей точке.

Рис. 11.40. Шкивы плоскоременной передачи:

а — ведущий шкив; б — ведомый шкив Согласно ГОСТ 17 383–73 при диаметрах шкивов до 355 мм выпуклость е в зависимости от диаметра шкива увеличивается от 0,3 до 1,0 мм, а при больших диаметрах зависит также от ширины шкива. Например, при диаметре шкива 2000 мм и ширине больше 400 мм выпуклость е = 6 мм.

Максимальные объемы снятого материала заготовки приходятся на операции точения, выполняемые на токарных станках. Целесообразно для шкивов с гладкими отверстиями создавать возможности обрабатывать наружные рабочие поверхности и отверстие в одном установе. Удачным решением будет закрепление заготовки шкива на разжим, как это показано на рис. 11.41. Но необходимо в конструкции шкива предусмотреть возможность закрепления заготовки с минимальными деформациями от сил зажима. К примеру, в заготовке 3, по сравнению с той, что изображена на рис. 11.40, предусмотрены ребра жесткости, вблизи которых следует располагать кулачки 2 патрона 1.

Рис. 11.41. Эскиз наладки обработки шкива плоскоременной передачи

Если в конструкции ребра отсутствуют, то внесение конструктивных изменений является прерогативой технолога, который об этом должен известить конструктора на этапе согласования конструкции на технологичность.

Копировальный резец 4 в виде правильного трехгранника имеет достаточно большой вспомогательный угол в плане ф_1? необходимый для обработки выпуклости на наружной поверхности с использованием на токарном станке с ЧПУ круговой интерполяции по координатным осям X и Z. Этим же резцом протачивают торец.

Расточной резец 6 обрабатывает отверстие и фаску, может наряду с резцом 4 проточить прилегающий к отверстию торец. Под номерами 5 и 7 показаны резцовые блоки, в которых закреплены резцы.

Профиль шкива для клиноременной передачи по ГОСТ 20 889–88 показан на рис. 11.42, размеры шкивов приведены в табл. 11.3.

Хотя ремни всех размеров имеют угол клина, а = 40°, у шкивов углы ручьев иные: от 34 до 40° в зависимости от расчетного диаметра d_p. Это связано с изменением угла профиля ремня в зоне касания с ручьем. Чем меньше диаметр, тем больше деформация ремня, тем меньшим углом профиля обеспечивается прилегание ремня к боковым сторонам впадины.

Профиль поликлиновых ремней представлен на рис. 11.43. Размеры и характеристики отечественных ремней определены ТУ 38 105 763—89, в табл. 11.4 приведены размеры шкивов для импортных ремней, которые широко применяются в отечественном машиностроении.

Рис. 11.42. Профиль канавок шкивов клиноременных передач:

W_p — расчетная ширина канавки шкива; b — глубина канавки над расчетной шириной; d" — расчетный диаметр шкива; h — глубина канавки ниже расчетной ширины; е — расстояние между осями канавок; / — расстояние между осью крайней канавки и ближайшим торцом шкива; а — угол канавки шкива; d_e — наружный диаметр шкива; г — радиус закругления верхней кромки канавки шкива; М — ширина шкива.

Рис. 11.43. Профиль канавок шкивов поликлиновых передач.

Поликлиновые ремни отличаются от клиновых гораздо большей эластичностью, могут работать на скоростях до 60 м/с.

Обработку на токарных станках с ЧПУ впадин ручьев в шкивах клиновых и поликлиновых передач следует выполнять резцом с меньшим углом профиля. Весьма удобно использовать копировальный резец с углом при вершине 30°. Вначале нужно выполнить прорезку на полную глубину ручья, а затем профилирование под заданным углом движением сверху вниз по каждой боковой стороне (рис. 11.44).

Рис. 11.44. Схема обработки ручьев поликлинового шкива передач

Радиусы перехода к боковым сторонам ручьев следует сформировать круговой интерполяцией.

Зубчатые ремни выполняют плоскими с поперечными зубьями на внутренней поверхности (рис. 11.45). В соответствии с ОСТ 38 5 246—81 ремни изготавливают замкнутой формы из неопрена или полиуретана и армируют металлическим тросом. Зубья ремней имеют трапецеидальную или полукруглую форму.

Рис. 11.45. Зубчатые ремни

При работе передачи зубья ремня входят во впадины соответствующего профиля на шкивах 2 (рис. 11.46). Зубчатое зацепление ремня со шкивом устраняет скольжение и необходимость в большом предварительном натяжении, уменьшает влияние угла охвата на тяговую способность, что позволяет уменьшить габариты передачи и реализовать большие передаточные числа.

Размеры шкивов

го сл Геометрические размеры шкивов.

Рис. 11.46. Шкивы зубчатой ременной передачи

Во избежание схода ремня шкивы имеют по одному ограничительному диску 1 (см. рис. 11.46) с разных сторон либо малый шкив имеет с обеих сторон два диска.

Зубчатые ремни часто используют в кинематически точных передачах, например в приводах координатных осей станков с ЧПУ. В этом случае от них требуется точное выполнение размеров наружных диаметров, определяющих величину передаточного отношения, малые величины накопленной ошибки шага зубчатого венца и радиального биения наружного диаметра шкива относительно оси отверстия. Шкивы, выполненные литьем, оказываются недостаточно точными.

Для производительного высокоточного нарезания зубчатого венца и наружного диаметра в один установ наилучшим способом является выполнение этой работы на зубошлифовальном станке червячным кругом методом глубинного шлифования.

На рис. 11.47 показана схема нарезания зубьев шкива на зубошлифовальном станке. Заготовка 1 с припуском по наружному диаметру, закрепленная на оправке 2, установлена в центрах зубошлифовального станка мод. 5833 или фирмы Reishauer, выполняющего резание червячным кругом.

3. Расстояние между осями заготовки и круга устанавливают таким, чтобы одним рабочим ходом сверху вниз получить готовый зубчатый венец и точный наружный диаметр шкива.

Рис. 11.47. Схема нарезания зубьев червячным кругом.

Вопросы и задания для самопроверки

• 1. Какие характерные черты имеют детали типа фланцы?
• 2. Какие станки рационально использовать для обработки фланцев?
• 3. Назовите особенности крепежных приспособлений, используемых при обработке фланцев.
• 4. Назовите особенности режущих инструментов, используемых при обработке фланцев.
• 5. Сформулируйте основные черты схемы обработки фланцев.
• 6. Как выполнить обработку шлицевых отверстий во фланцах?
• 7. В чем состоит различие технологии изготовления фланцев со шлицевыми отверстиями с центрированием по наружному и внутреннему диаметрам?
• 8. Какие виды шкивов используются в механизмах и машинах?
• 9. Как выполнять обработку шкивов нлоскоременной передачи?
• 10. Как выполнять обработку шкивов клиноременной передачи?
• 11. Как выполнять обработку шкивов передачи с зубчатыми ремнями?