ВИСОКА ТЕХНИЧКА ШКОЛА СТРУКОВАНИХ СТУДИЈА

НОВИ БЕОГРАД

ЗАВРШНИ РАД

Митровић Синиша

Београд,јун 2015.

ВИСОКА ТЕХНИЧКА ШКОЛА СТРУКОВАНИХ СТУДИЈА

НОВИ БЕОГРАД

ЗАВРШНИ РАД

Израда еволвентних зупчаника

Предмет: Обрадни процеси

ментор: студент:Др. Александар Раковић Митровић Синиша бр.индекса 188/11 Смер:Индустријско инжињерство

Са информатиком

Београд, Јун 2015.

Садржај:

1. УВОД.....................................................................................................................................5

2. ИЗРАДА EВОЛВЕНТНИХ ЗУПЧАНИКА.........................................................................6

2.1. израда зупчаника гдодањем..........................................................................................6

2.2. израда зупчаника рендисањем....................................................................................20

2.3. израда зупчаника провлачењем..................................................................................35

2.4. обрада зупчаника.........................................................................................................36

2.5. обрада зупчаника љуштењем......................................................................................41

2.6. обрада зупчаника глачањем........................................................................................43

3. ЗАКЉУЧАК.........................................................................................................................44

4. ЛИТЕРАТУРА.....................................................................................................................45

ИЗРАДА ЕВОЛВЕНТНИХ ЗУПЧАНИКА

Митровић Синиша

Апстракт

Тема овог рада је израда еволвентних зупчаника.

У главном делу рада је објашњена израда зупчаника глодањем, израда зупчаника рендисањем, израда зупчаника провлачењем, обрада зупчаника, обрада зупчаника љуштењем и обрада зупчаника глачањем.

Кључне речи: зупчаник, рендисање, провлачење, обрада, глачање

MAKING SPUR GEARS

Mitrovic Sinisa

Abstract

This paper is the development of spur gears. In the main part of the paper explains the development of milling gear, making gear planing, production gear broaching, gear processing, processing gear peeling and processing gear iron and ironing board.

Keywords: gear, planing, broaching, processing board

1. УВОД

У зависности од квалитета обраде разликују се методе претходне и методе завршне обраде зупчаника. Претходном обрадом остварује се облик зубаца резањем из пуног материјала, при чему добијени квалитет при строжијим захтевима још не задовољава. Претходна обрада постиже се глодањем, рендисањем или провлачењем. По завршеној претходној обради а у циљу постизања вишег квалитета обрађене површине као и отклањања температурних деформација после термичке обраде, примењују се накнадне методе за завршну обраду. Овде спадају обраде брушењем и глачањем као и обрада љуштењем. Понекада се и методама претходне обраде остварујје завршна обрада ако се изврши накнадо резање малом дубином резања или са истим или са другим, посебним алатом.

Методе израде могу се затим сврстати и према врсти зупчаника: цилиндричних са правим, завојним и угласим зупцима, коничниј зупчаника, зупчастих полуга и пужастих точкова.

2. ИЗРАДАЗУПЧАНИКА

2.1. ИЗРАДА ЗУПЧАНИКА ГДОДАЊЕМ

Цилиндрични зупчаници. Појединачна израда цилиндричних зупчаника обавља се на хоризонталној или универзалној глодалици посредством подеоног апарата. Као алат примењује се модулски глодач (сл. 1) којим се врши резање међу зубља док се после сваког пролаза радног предмета врши његово окретање за један корак.

Слика 1. Појединачно резање зубаца мдулским глодачем Пошто се профил међузубља мења и при истом модулу за различите бројеве зубаца, то би теоријски за сваки други број зубаца био потребан и други глодач. Међутим, у пракси се за једну одређену област бројева зубаца употребљава исти модулски глодач, тако да за сваки модул постоји одређена гарнитура глвдача од којих сваки има своју област бројева зубаца. Цилиндрични зупчаници са правим зупцима могу се израђивати на хоризонталној као и на универзалној глодалици, док са завојним зупцима само на универзалној код које се сто може заокренути за угао 90-α, где је α угао нагиба тангенте на завојни жлеб.

Друга метода појединачног резања зубаца користи вретенасти профилисани глодач (сл. 2) који поред главног обртног кретања изводи и помоћно праволинијско кретање управно на раван зупчаника. И код ове методе се по завршеном једном међузубљу врши окретање зупчаника за по један корак посредством подеоног апарата.

Слика 2. Појединачно резање зубаца вретенастим профилисаним глодачем

Појединачно резање зупчаника примењује се само у недостатку специјалних машина за израду зупчаника које раде и са већом тачношћу и већом, продуктивношћу. Специјалне машине за глодање зупчаника заснивају своје дејство на принципу релативног котрљања између алата и материјала.

Израда зупчаника глодањем а по принципу релативног котрљања остварена је на специјалној глодалици типа Пфаутер. Као алат служи пужасти глодач (сл. 3) који има облик пужа испресецаног завојним жлебовима управним на саму завојницу пужа. Ови жлебови стварају грудне површине појединих зуба а профили зуба одговарају профилу зупчасте полуге. Леђне површине су обрађене леђним стругањем, тако да овај глодач спада у групу леђно струганих глодача.

Слика 3. Пужасти глодач

Положај пужастог глодача у односу на радни предмет (зупчаник) приказан је на сл. 4. Глодач изводи лагано главно обртно кретање уз истовремено праволинијско кретање паралелно оси радног предмета. При изради цилиндричних зупчаника са правим зупцима оса глодача нагнута је према хоризонтали за угао нагиба завојнице β пужастог глодача, да би при вертикалном кретању глодача настали прави зупци паралелни том правцу кретања. Ако глодач има десноходну завојницу онда је глодач нагнут за угао β, према сл. 4.

Слика 4. Израда зупчаника по методи Пфаутер

За израду цилиндричних зупчаника са левоходним пужастим глодачем нагнуће се његова оса за угао β , према сл. 5. На десном делу сл. 4 приказано је неколико фаза израде. Пре почетка рада примиче се радни предмет према глодачу за потребну дубину зубаца. Затим почиње вертикално кретање глодача који у почетном делу рада захвата само један део ширине зубаца обрађујући по тој ширини цео венац до пуне дубине. При даљем кретању глодача проширује се ширина венца, док по напуштању глодача не буде цео венац, односно зупчаник израђен. Сам рад алата са материјалом у погледу кретања одговара раду пужа са пужастим точком, што значи да се при једном обрту радног предмета пужкасти глодач мора окренути z пута ако се са z обележи број зубаца зупчаника који се израђује и ако је пужасти глодач једноходан.

Поступак за израду цилиндричних зупчаника са завојним зупцима по методи Пфаутер разликује се од претходног по томе што се при нагибу осе глодача узима у обзир и нагиб а зубаца зупчаника. Да би се при овом раду релативни правац кретања глодача према радном предаету поклапао са тангентом на завојне зупце, мора за десноходни

глодач његова оса бити нагнута према хоризонтали за угао α-β, где је α угао нагиба зубаца зупчаника.

За остварење овог релативног кретања мора постојати зависност између вертикалног померања ѕv нагнутог глодача и хоризонталног померања радног предмета (обртног кретања) што се постиже допунским обртним померањем sн радног предмета по следећој законитости:

sн= ѕv*tgα

Слика 5. Израда цилиндричних зупчаника са левоходним пужастим глодачем

Слика 6. Израда цилиндричних зупчаника са завојним зупцима помоћу пужастог глодача

Десноходни завојни зупчаници обично се израђују помоћу десноходних пужастих глодача као на сл. 6. Ако је завојни зупчаник десноходан а глодач левоходан, онда се оса глодача нагиње према хоризонтали за угао. Ако су и зупчаник и глодач левоходни глодач се нагиње за угао α-β а за левоходни завојни зупчаник и десноходни глодач за угао α+β и то у оба случаја на супротну страну у односу на сл. 6.

Допунско кретање sн, потребно при изради завојних зупчаника, остварује се на машини посредством посебног диференцијалног преносника.

Нормално се на глодалици за израду зупчаника ради по методи супротносмерног глодања али се код новијих машина појављују и конструкције са могућношћу истосмерног глодања поред супротносмерног. На сл.7 приказана су са леве стране кретања глодача при супротносмерном а са десне стране при истосмерном глодању.

Слика 7. Супротносмерно (лево) и истосмерно глодање (десно) зубаца

На глодалици Пфаутер могу се израђивати и зупци појединачним резањем помоћу вретенастог глодача према сл. 2 у вези са посебним подеоним апаратом. Посебни допунски уређај са носачем колутастог глодача омогућује и резање зупчаника са унутрашњим озубљењем. Даља могућност рада ове машине огледа се у изради пужастих точкова.

Пужасти точкови израђују се подсредством пужастог глодача чија је оса хоризонгална и лежи у равни симетрије пужастог точка. Сам рад пужастог глодача са радним предметом — пужастим точком при резању истоветан је каснијем раду пужа и пужастог точка. При почетку рада настаје међусобно примицање алата и радног предмета, при чему се разликују две основке методе рада: радијална и тангенцијална. Код радијалне методе се (сл. 8а) радни предмет радијално примиче глодачу уз истовремено главно обртно кретање глодача и помоћно обртно кретање радног предмета. Тангеицијална метода (сл. 8б) предвиђа глодач који је на свом почетном делу коничко засечен тако да су зуби на том делу непотпуни и такав глодач се тангенцијално примиче радном предмету све док цилиндрични део не ступи у дејство после чега се тангенцијално кретање зауставља. При тангенцијалном примицању глодач изводи своје главно обртно кретање уз истовремено обртно помоћно кретање радног предмета. Ова два обртна кретања остварују релативно котрљање које ће тангенцијалним примицањем глодача бити поремећено н стога је потребно још једно допунско обртно кретање радног предмета за овај период примицања. Ово допунско обртно кретање остварује се на машини посредством диференцијалног преносника иа исти начин као и за допунско кретање при изради завојних зупчаника. Радијална метода се примењује при изради пужастих точкова чији је угао нагаба зубаца мањи од 12°, још боље мањи од 8°, док се за веће углове примењује тангенцијална метода која је тачнија јер се код већих углова нагиба зубаца не врши засецање у радијалном правцу. 3а остварење тангенцијалног кретања потребан је на машини посебан уређај.

Слика 8. Израда пужастих точкова пужастим глодачем; а) радијална, б) тангецијална метода

Понекада се при изради пужастих точкова примењује и комбинована радијално-тангецијална метода код које се груба обрада врши по радијалној методи, као продуктивнијој, док се завршна обрада са дубином резања од свега неколико десетих делова милиметра врши по тангенцијалној, као тачнијој методи. Тангеицијално померање глодача износи тада око 1,5 аксијалног корака. У недостатку пужастих глодача може се израда пужастих точкова остварити и подсредством једносечног — једнозубог алата према сл. 9 уз тангенцијално примицање алата на почетку рада, док се даљи рад обавља као са пужастим глодачем.

Уобичајене брзине резања при глодању зупчаника пужастим глодачем од брзорезног челика крећу се за ливено гвожђе између 16 и 24м /мин, за челик до 60 КN/cm између 25 и 40 а за челик преко 60 КN/ста чврстоће између 20 и 30 м/мин. Брзине резања за брорзу износе 25 ÷ 50 м/мин.

Брзине помоћног крегања крећу се између 0,2 и 2,5 мм за један обрт радног предмета ако се као завршна обрада предвиђа љуштење зубаца а 4,5 до 6,5 мм за зупчанике код којих се предвиђа завршно брушење. Ове брзине зависне су од величине радног предмета и од захтеваног квалитета обрађене површине.Главно време за израду зупчаника појединачним резањем помоћу модулског глодача одређује се према обрасцу

tg= i⋅L⋅z

s,,

gde jei- број пролаза при резању једног међузубља,L [mm] - ход радног предмета,z - број зубаца радног предметаs,- брзина помоћног кретања.

Слика 9. Израда зубаца једнозубним алатом При изради зупчаника пужастим глодачем биће главно време

tg= i⋅ L⋅z

g⋅s⋅n ,где јеi— број пролаза, L [mm] - укупан ход глодача,g- број ходова пужастог глодача, s [mm] - корак - вертикално поmоћно кретање глодача за 1 обрт радног предмета,

n [0/min] - број обрта пужастог глодача.

Отпор резања при глодању зубаца зупчаника може се за модулске глодаче приближно одредити као и за колутасте глодаче ако се профил међузубља апроксимативно замени правоугаоним пресеком. За пужасте глодаче се средњи отпор резања по обиму може одредити према обрасцу А. Розенберга.

Fm=10Cp*mx*sy

где јеm- модул глодача,s (mm) - корак за 1 обрт радног предмета.Cp, x, y - коефицијенжи зависни од материјала.

За челике је приближно Ср= 30, х =1, у= 0,75 а за ливено гвожђе Ср=11, х=1,3, y=0,8.

Слика 10. Кинематска шема глодалице за зупчанике

Кинематска шема глодалице за зупчанике типа Пфаутер приказана је на сл. 10. Главно кретање остварује се преносом са електромотора А на променљиве зупчанике 1÷4, који служе за промену брзине резања, преко коничних зупчанике 5, 6 на вертикално вратило 7 дуж нога се по уздужном клину може померати заједно са носачем алата пар коничних зупчаника 8, 9 који преко зупчаника 10÷13 пужастом глодачу 14 дају главно обртно кретање. С друге стрше конични зупчаник 6 преноси кретање и на елементе помоћног кретања. Преко коничног зупчаника 15 преноси се кретање на диференцијални преносник В који, према ранијем, служи за остварење допунског обртног кретања радног предмета при изради зупчаника са завојним зупцима као и пужастих точкова по тангенцијалној методи. За случај израде цилиндричних зупчаника са правим зупцима диференцијални прсносник као такав не дејствује при чему је пужасти преносник/непомичан, док се кретање преноси преко његових коничних зупчаника 16÷19 на групу променљивих зупчаника 20÷23 и на пужасти преносник II који столу, односно радном предмету С, даје помоћно обртно кретање.

Вертикално помоћно кретање глодача остварује се преносом са вратила зупчаника 23 преко пужастог преносника III, групе променљивих зупчаника 24÷26 и преко коничних зупчаника 27÷28 и пужастог прекосника IV на спојницу К1 која за случај израде

зупчаника спаја пужасти преносник IV са пужастим преносником V. При томе завојно вретено за вертикално померање носача алата О добија обртно кретање (спојница К2 је искључена).

За случај израде цилиндричних зупчаника са завојним зупцима остаје пренос за главно кретање исти као и у малопређашњем случају. За помоћно кретање радног предмета преноси се кретање са коничних зупчаника 6, 15 на диференцијални преносник В који у овом случају обезбеђује допунско обртно кретање радном предмету на тај начин што оклоп диференцијалног преносника добија обртно кретање преко пужастог преносника I преносом са пужастог преносника III преко групе променљивих зупчаника 24÷26, сталних зупчаника, 29÷31 и групе променљивих зупчаника 32÷34. Остали пренос са диференцијалног преносника ка радном предмету С, као и пренос за вертикално помоћно кретање исти је као и за зупчанике са правим зунцима.

При изради пужастих точкова искључује ее спојница К1 чиме се искључује вертикално помоћно кретање глодача, пошто он сада лежи у равни радног предмета, а укључује се спојница К2 чиме се кретање са пужастог преносника III, променљивих зупчаника 24÷26 и коничних зупчаника 27÷28 преноси преко пужастих преносника VI и VII на завојно вретено за примицање радног предмета (радијална метода). При изради пужастих точкова по тангенцијалној методи предвиђа се посебан клизач који добија погон посредством завојног вретена (није уцртано на шеми сл. 10).

Слика 11. Изглед глодалице за зупчанике типа Пфаутер

Изглед глодалице за израду зупчаника типа Пфаутер приказан је на сл. 11. Носач алата 1 има могућносг вертикалног кретања дуж стуба као и обртање око хоризонталне осе ради нагињања пужастог глодача, док се радни предмет поставља на стожер 2 који се са горње стране прихвата носачем 3. Ради укрућења целе машине повезује се леви стуб 4 са десним 5 помоћу попречног носача 6.

У циљу повећања продуктивности граде се овакве глодалице и са могућношћу аутоматског рада, при чему се програмски обезбеђује радни ход са прелазена у повратни као и примицање пре почетка рада. Посебно се при масовној производњи примењују аутоматске машине са аутоматским доводом и одводом материјала као и са аутоматским стезањем.

Слика 12. Шема рада глодалице за израду угластих зупчаника

Цилиндрични зупчаници са угластим зупцима израђују се на специјалној машини помоћу профилисаног вретенастог глодача према сл. 2, чији профил одговара профилу мђузубља. Глодач изводи главно обртно кретање (сл. 12) и радијално примицање пре почетка рада а затим лагано уздужно кретање дуж радног предмета. За то време радни предмет изводи лагано обртно кретање прво у једном а затим у другом емеру, чиме се постиже израда десноходне и левоходне завојне гране зупца. По завршеном једном зупцу подеонн апарат окреће радни предмет за следећи корак.

Конични зупчаници. Израда коничних зупчаника глодањем захтева специјалне машине које се међусобно разликују у зависности од принципа по коме се остварују потребна кретања као и у завнсносги од типа коничних зупчаника.

Конични зупчаници са правим зупцима могу се са приближном тачношћу израђивати и појединачним резањем на хоризонталиој глодалици посредством подеоног апарата. Профил глодача треба да одговара средњем пресеку међузубља, али његова ширина мора да одговара најмањој ширини зупца; тада се прво врши глодање средњег дела међузубља а затим нагињањем према једном, односно другом боку профила завршно глодање паралелно тим боковима.

Тачнија метода глодања коничних зупчаника са правим зупцима (по Клингебергу) заснива се на принципу релативног котрљања (сл. 13). Као алат употребљавају се два глодача 1 и 2 са уметнутим зубима чији равни зуби наизменично обрађују једну и другу страну профила једног зупца. Поред обртног кретања глодача и њиховог помоћног кретања у правцу изводнице конуса, носач радног предмета 3, који је директно везан за подеони апарат, изводи истовремено обртно и праволинијско кретање у једном и другом смеру ради остварења релативног котрљања. По завршеном резању једног зупца подеони апарат окреће радии предмет за следећи корак.

Слика 13. Глодање коничних зупчаника са правим зупцима по КлингебергуНа оваквој машини могу се променом носача алата израђивати и цилиндрични зупчаници са правим и завојним зупцима. Пошто се профил добија релативним котрљањем, то је тачност таквих зубаца висока.

Друга варијанта претходне машине користи исто тако два глодача са уметнутим али са профилисании зубима тако да њихови профили одговарају средњем профилу

међузубља коничног зупчаника. Прилагођавање унутарњем и спољњем профилу постиже се нагињањем и једног и другог глодача за време њиховог уздужног помоћног кретања кроз међузубље зупца. Пошто су за друге зупчанике других профила потребни нови глодачи, то је претходна метода по принципу релативног котрљања погоднија због могућности бржег прелаза са једног производног задатка на други.

Конични зупчаници са криволинијским зупцима израђују се по принцину релативног котрљања и то или са периодичним или са континуалним. радом. Периодични рад захтева окретање радног предиета посредством подеоног апарата за сваки корак по завршетку претходног зупца, док је континуалним радом постигнут аутоматски прелаз са једног зупца на следећи. По методи Глизон врши се израда зупчаника релативним котрљањем периодично зубац по зубац. Као алат служи глодач са уметнутим зубима, при чему су зуби распоређени по кругу. Глодач 1 (сл. 14) изводи главно обртно кретање, док се релативно котрљање остварује лаганим окретањем восача 2 алата уз истовремено лагано кретање радног предмета 3 у једном смеру при радном креташу и у супротном при повратном кретању. По завршеном повратном кретању настаје одмицање глодача од радног предмета после чега ступа у дејство подеони апарат који радни предмет - зупчаник - окреће за један корак.

Слика 14. Принцип израде коничних зупчаника по методи Глизон

На сл. 15 приказана је кинематска шема глодалице за коничне зупчаннке са кружним зупцима типа Глизон. Главно кретање остварује се преносом са електромотора А преко зупчаника 1÷8 на глодач С. Глодач је постављен у носач алата В који се може вертикално померати ради висинског подешавања, при чему је и зупчаник 5 изведен са уздужним клином да би се могао померати дуж вратила зупчаника 4. Релативно котрљање остварује се обртним кретањем — нагињањем — носача алата В заједно са телом Е као и обртним кретањем радног предмета D. Ова кретања остварују се преносом са електромотора F.

Слика 15. Кинематска шема глодалице за коничне зупчанике по методи Глизон

Пренос се врши преко зупчаника 9÷12 или на зупчанике 13, 14 (радни ход) или 15, 16 (повратни ход) и преко спојнице К на зупчаник 17, односно 18÷20 на пужасти преносник Н. Прелаз са радног на повратни ход врши се пребацивашем спојнице К посредством кулисног ваљка G. Пужасти преносник Н везан је за тело Е и на тај начин врши лагано обртно кретање-нагињање - носача алата В при релативном котрљању. На вратилу зупчаника 12 налази се и други кулисни ваљак Ј који служи за примицање, односно одмицање носача L радног предмета D. Обртно кретање радног предмета при релативном котрљању остварује се преносом са вратила зупчаника 18 преко зупчаника 21÷26, преко зупчаника 27 ÷30 диференцијалног преносника М, затим преко зупчаника 31÷34 на пужасти преносник N, односно на радни предмет D. Оклоп диференцијалног пренссника М укочен је за време релаотивног котрљања тј. за време израде једног зупца. По завршеној обради једног зупца враћа се носач L радног предмета у свој полазни положај посредством кулисног ваљка Ј, после чега ступа у дејство подеони апарат О који преко зупчаника 35÷40 окреће оклоп диференцијалног преносника вршећи на тај начин окретање радног предмета за следећи корак.Према горњем се на овој машини прво врши приближаваље радног предмета до пуне дубине према глодачу који се окреће уз истовремено окретање радног предмета и носача алата при чему се остварује релативно котрљање. По потпуно извршеном релативном котрљању за један зубац, носач алата и носач радног предмета обртним кретањем враћају се у свој првобитни положај уз истовремено враћање носача радног предмета уназад, тако да зупци глодача напуштају радни предмет. После тога ступа у дејство подеони апарат који окреће радни предмет за један зубац и поступак за следећи зубац се наставља.

Постоје неколико могућности рада на глодалици Глизон. За мање серије ее посредством глодача са уметнутим зубима врши груба обрада међузубља на мању меру

а затим се свака страна профила засебно обрађује глодачем са уметнутим зубима за фину обраду. Овај начин рада се ређе примењује. По другој методи- методи размакнутих зуба-употребљава се глодач са уметнутим зубима који су тако размакнути да се при једном радном ходу обрађује и удубљена и испупчена страна једног међузубља; на овај начин се обрађује само велики зупчаник {тањирасти зупчаник), док се мали зупчаник ради по првој методи. Глодалица за дораду коничних зупчаника са завојним зупцима фабрике Фиат по патенту Маммано ради континуалао тј. по завршетку обраде једног зупца, односно међузубља,настаје аутоматски прелаз на следећи зубац. Као алат служи глодач са уметнутим зубима али такав да зуби леже на спирали (сл. 16).

Слика 16. Глодач за глодалицу Фиат-Мамано

Глодач изводи главно обртно кретање а радни предмет-зупчаник-помоћно обртно кретање. Захваљујући распореду зуба па спирали завршава се по једном пуном обрту глодача једно међузубље и по изласку последњег зуба из претходног међузубља први зуб глодача већ почиње резање новог међузубља, при чему ће се при једном пуном обрту глодача радни предмет окренути за један корак. Висине појединих зуба повећавају се идући од првог ка последњем зубу, при чему зуби од 1÷6 служе за грубу обраду, зуб 7 за коректуру унутрашњег профила, зуб 8 за завршну обраду унутрашњег профила а зуб 9 за даљу коректуру унутрашњег профила. Зуби од 10÷15 служе за обраду спољњег профила међузубља, док зуби 16 и 18 за коректуру спољњег профила а зуб 17 за завршну обраду спољнег профила. Зуби за коректуру који се налазе испред и иза зуба за завршну обраду, врше коректуру уздужних кривина зубаца зупчаника ради добијања правилног облика. Ови зуби, као и зуби за завршну обраду, скидају само танке струготине и обезбеђују профилима зубаца високи квалитет обрађене површине.

На сл. 17 приказана је кинематска шема глодалице типа Фиат-Мамано. Главно кретање остварује се преносом са електромотора А преко клинастих каишева на вратило В и преко зупчаника 1 ÷ 8 на глодач С. Глодач је ексцентрично постављен у односу на осовину обртања тела Н, са могућношћу промене ексцентричности, пошто од ексцентричности као и од пречника алата зависи угао спирале зупца. Помоћно обртно кретање радног предмета остварује се преносом преко диференцијалног преносника, односно преко његових зупчаника 9÷12 на променљиве зупчанике 13 ÷ 14 и даљим преносом преко зупчаника 15÷22 на пужасти преносник Е који радном предмету F даје лагано обртно кретање потребно за релативно котрљање.

Слика 17. Кинематска шема глодалице за коничне зупчанике Фиат-Мамано

Нагињање носача алаата остварује се преносом са вратила зупчаника 14, 15 преко сталник зупчашша 23, 24, променљивих зупчаника 25, 26, затим преко 27 ÷ 30 на пужасти преносник G, чији је пужасти точак у виду венца причвршћен за тело Н носача алата. Овим кретањем обезбеђује се алату одговарајуће нагињање похребно за релативно котрљање. Да би радни предмет добио још и допунско обртно кретање потребно да по једном извршеном обрту алата први зуб (зуб 1 на сл. 16) уђе у следеће међузубље, даје се оклопу диференцијалног преносника D котинуално обртно кретање. Ово кретањв остварује се преносом са вратила зупчаника 28 преко коничних зупчаника 31, 32, променљивих зупчаника 33, 34 и коничних зупчаника 35, 36, услед чега се постиже допунско обртање зупчаника 13 ÷22, односно радиог предмета F.

Следећа глодалица за коничне зупчанике са криволинијским зупцима је глодалица фабрике Оее Ликон, такође по патенту Мамано. Ова глодалица представља веома савршену машину за израду коничних зупчаника са криволинијским зупцима а ради континуално као и претходна. Зупчање добијено на овој машини тзв. »елоид« зупчање-одликује се константном висином зубаца дуж целе његове дужине. Као алат служи глодач са уметнутим зубима, при чему су зуби груписани у групе од по два или више зуба (сл. 18). За случај два зуба у једној групи, зуб 1 доњом ивицом (на слици обележена кружићем; обрађује испупчену страну зупца а зуб 2 горњом ивицом издубљену сграну. При једном обрту глодача мора радни предмет да се окрене за онолико корака зубаца зупчаника колико има парова зуба глодача. Зуби глодача тада описују, релативно према радном предмету, епициклоиду. Оса радног предмета нагнута је према оси глодача за угао нагиба корена зупца зупчаника (види доњи део слике) Сама кинематска шема машине слична је претходној.

Слика 18. Глодач за глодалицу система Клингелнберг

Глодалица за коничне зупчанике са криволинијским зупцима система Клингелнберг израђује зупчанике са тзв. »палоидним« зупчањем које се одликује константном висином и константном дебљином зубаца Сам начин рада сличан је изради пужастих точкова релативним котрљањем по методи Пфаутер са тангенцијалним примицањем глодача. Алат је изведен у виду коничног пужастог глодача са нешто удубљеним изводницама (сл. 19). При главном обртном кретању глодача, чија оса тангира круг А (сл. 20) глодач изводи и помоћно кретање 1 уз истовремено обртно кретање 2 радног предмета.

Слика 19. Принцип рада глодалице за коничне зупчанике система Ерликон-мамано

При нагињању осе глодача у правцу 1 за угао од 50÷70°, настаје и нагињање ове осе у односу на радни предмет (види доњи део сл. 20), тако да глодач прво својим већим пречником обрађује спољашње делове свих зубаца зупчаника а затим при даљем нагињашу средње и на крају унутарње делове зуба, чиме се израда зупчаника завршава.

Слика 20. Принцип рада глодалице за коничне зупчанике система КлингелнбергКинематска шема глодалице за коничне зупчанике тита Клингелнберг приказана је на сл. 21. Главно кретање остварује се преносом са електромотора А преко преносника за континуалну промену броја обрта, преко клинастих каишева на вратило В и преко зупчаника 1 ÷ 8 на пужасти глодач С. Конични зупчаници 1 ÷ 4 омогућују пренос и при вертикалном померању носача алата које је потребно ради подешавања угла спирале зубаца, при чему зупчаник 3 може да клизи по уздужном клину дуж вратила D Обртно кретање радног предмета Е, потребно за релативно котрљање, остварује се преносом са вратила В преко зупчаника 9, 10, зупчаника 11÷13 диференцијалног преносника F, затим преко 14÷28 и пужастог преносника 29, 30 на радни предмет. Зупчаници 24÷26 чине групу променљивих зупчаника који обезбеђују да се при једном обрту глодача (једаоходног) радни предмет окрене за један корак. Помоћно кретање глодача према радном предмету врши се по кружном луку за разлику од праволинијског помоћног кретања по методи Пфаутер а остварује се преносом са вратила В преко зупчаника 31÷37 од којих су зупчаници 35÷37 промевљиви. На вратилу зупчаника 37 налази се пуж 38 који покреће пужасти венац обртног тела G на коме се налази носач алата. Окретањем тела G постиже се нагињанње глодача (одговара кретању 1 према сл. 20) који при овом кретању тангира раван α-α. Помоћном кретању глодача мора да одговара допунско обртно кретање радног предмета које се остварује посредством диференцијалног преносника F на тај начин што пуж на вратилу зупчаника 34 окреће пужасти точак на оклопу диференцијалног преносника F дајући зупчанику 12, односно радном предмету Е допунско обртно кетање.

Слика 21. Кинематска шема глодалице за коничне зупчанике КлингелнбергПошто при свом резању глодач прво обрађује спољни део венца зупчаника а затим средњи и унутарњи, то би се брзина резања смањила, што с обзиром на продуктивност машине не би било пожељно. Стога се ради одржавања константне брзине резања а у зависности од обртног кретања тела G преко зупчастог венца 39 и зупчаника 40 ÷ 43 преноси кретање на континуални преносник повећавајући број обрта погонског вратила.

2.2. ИЗРАДА ЗУПЧАНИКА РЕНДИСАЊЕМ

Поред глодања налази често примену и рендисање цилиндричних и коничних зупчаника. Области примене глодања и рендисања нису увек строго подељене, већ се оне за извесне облике као и величине зупчаника могу и поклапати; ово поклапање нарочито је уочљиво код мањих зупчаника, док се код већих издваја глодање као продуктивнија метода али која у погледу тачности заостаје за рендисањем. При избору области примене игра важну улогу облик зупчаника, тако да нпр. рендисање за групе спојених зупчаника често једино и долази у обзир.

Цилиндрични зупчаници. Израда цилиндричних зупчаника појединачним резањем сваког зупца постиже се на вертикалној рендисаљци са обртним столом помоћу профилисаног ножа чији профил одговара профилу међузубља По завршеном једном зупцу подеони апарат окреће радни предмет за следећи корак. Пошто је за сваки друга број зубаца и при истом модулу потребно припремити нож другог профила, то се овај начин израде зупчаника већ и због мале продуктивности ређе употребљава и налази примену углавном за веће зупчанике.

Слика 22. Основна геометрија зуба кружног зупчастог ножа

Једна од метода која базира на принципу релативног котрљања је метода Фелоуз која као алат користи кружни зупчасти нож који предстваља вишепрофилни алат у виду зупчаника. На зубима овог кружног зупчастог ножа може се уочити основна геометрија алата за резање (сл. 22), где се на првом месту истичу углови α, β и γ, чији је збир једнак 90°. Грудни угао γ износи обично 5°, док леђни угао α највише 6°. Леђни угао α1

у пресеку 1-1 зуба износи око 2°

На сл. 23 шематски је приказан принцип рада рендисаљке Фелоуз. Алат 1 изводи главно праволинијско кретање у вертикалном правцу уз истовремено помоћно обртно кретање. Радни предмет 2 изводи такође помоћно обртно кретање и ова два обртна кретања, која се изводе континуално, остварују релативно котрљање између алата и радног предмета. Радни ход се обавља обично при кретању алата наниже а у почетку рада примиче се носач алата радијално према радном предмету до одређене дубине уз истовремено вертикално кретање алата и уз релативно котрљање. Ово радијално примицање алата може бити изведено до пуне дубине или само до извесне дубине, у зависности од тога да ли се предвиђа само груба обрада или и завршна после грубе обраде. Пошто је у току примицања алата већ настало окретање алата и радног предмета за неколико зубаца, то ће ови зупци бити израђени са непотпуним профилима, тако да је за израду једног зупчаника потребно нешто више од једног обрта радног предмета (за случај грубе обраде), да би се и ови непотпуни зупци завршили, или нешто више од два обрта (за случај и грубе и заврше обраде). Радијално примицање алата регулише се помоћу једне променљиве брегасте плоче која по завршеној изради зупчаника дејством на одговарајући механизам аутоматски зауставља машину. Да се обрађена површина зубаца не би оштетила при повратном ходу алата, одмиче се радни предмет 2 од алата 1 пре почетка повратног хода (удесно према сл. 23), да би се по завршеном повратном ходу опет вратио у свој почетни положај (улево према сл. 23)

Слика 23. Принцип рада рендисаљке за зупчанике Фелоуз

Поред главног кретања алата при радном ходу наниже, понекада се радни ход обавља кретањем алата навише. Радни ход навише налази примету нарочито код већих зупчаника, при чему је рад резања мирнији/квалитет обрађене површине бољи а постојаност алата већа. На сл. 24а приказан је кружни зупчасти нож за радни ход наниже, док сл. 24б одговара алату за резање при радном ходу навише.

Слика 24. Кружни зупчасти нож; а—при радном ходу наниже, б — при радном ходу навише

На горе приказани начин израђују се цилндрични зупчаници са правим зупцима. Уколико се ради о зупчаницима са завојним зупцима морају и зуби алата имати завојни облик, док алат поред до сада приказаних кретања мора да изводи и допунско обртно кретање. На машини се ово допунско обртно кретање остварује помоћу једне чауре са завојним жљебож одговарајућег нагиба у чији жлеб улази испуст вратила алата, тако да ово вратило заједно са алатом изводи при вертикалном кретању поред основног обртног и допунско обртно кретање. Неке машине имају и посебну конструкцију главе за остварење допунског обртног кретања алата.

Пошто се код угластих зупчаника зуби састоје од два завојна зуба супротног смера, то се на рендисаљци типа Фелоуз могу израђивати и такви зулчаници али са прекинутим средњим делом (сл. 25). Тада се прво израђује једна половина а затим друга при чему средишни жљеб омогућује слободан излаз алату.

Слика 25. Израда угластих зупчаника на рендисаљци типа Фелоуз Зупчаници са унутаршњим зупчањем израђују се на истој рендисаљци (сл. 26) на аналоган начин као и зупчаници са спољњим зупчањем.

Слика 26. Израда зупчаника са унутарњим зупчањем на рендисаљци типа Фелоуз

Кинематска шема рендисаљке за цилиндричне зупчанике типа Фелоуз дата је на сл. 27. Главно кретање остварује се преносом са електромотора А преко клинастих каишева на вратило В, на коме се налази диск С са ексцентрично прикљученом полугом D; тако да плоча С заједно са полугом D чине прости механизам криваје. Са полуге D преноси се кретање преко двокраке полуге Е са зупчастим сегментом на десном крају, а обртне око тачке F, на држач алата G. Ради остварења релативног котрљања између алата и радног предмета повезана су њихова обртна кретања. Обртно кретање радног предмета постиже се преносом са вратила В преко пужастог преносника 1, 2, групе променљивих зупчаника 3, 4, групе променљивих зупчаника 5÷8, коничних зупчаника 9, 10 и 11, 12 (или 13 у зависности од смера обртања радног предмета) и преко пужастог преносника 14,15 на радни предмет. Обртно кретање алата остварује се преносом са вратила зупчаника 4 преко коничних зупчаника 16, 18 (или 17 у зависности од смера окретања алата), затим преко коничних зупчаника 19, 20 и пужастог преносника 21, 22 на држач алата G. Група променљивих зупчаника 3, 4 служи за регулисање величине помоћног кретања алата при релативном котрљању које одговара једном двоструком ходу, док се групом промењивих зупчаника 5÷8 регулише број обрта радног предмета за један обрт алата с обзиром на њихове бројеве зуба. Број зуба алата износи обично 24. Са вратила зупчаника 8 (односно 9) одводи се кретање преко зупчаника 23,24 (или 25, 26) и пужастог преносника 27,28 на брегасту плочу Н која врши примицање, односно одмицање алата од радног предмета на тај начин што она преко полуге I, везаног за зупчасту полугу Ј носача алата К, помера држач алата G.

Слика 27. Кинематска шема рендисаљке типа Фелоуз

Ручно померање носача алата, потребно при регулисању машине, врши се за груба померања окретањем ручице L, односно зупчаника 29, 30, при чему је последљи зупчаник у вези са зупчастом полугом Ј. Тачна померања врше се окретањем ручице М преко пужастог преносиика 31, 32. Враћање носача алата врши се помоћу зупчасте полуге N зупчаника 33 и тега О. Опруга Р изнад држача алата служи за његово уравнотежење. Одмицање радног предмета од алата по завршеном радном ходу а пре повратног постиже се преносом са вратила В преко коничвих зупчаника 34, 35 на брегасту плочу Q која преко точкића преноси периодично кретате на полугу R и преко двокраке полуге S да шипку Т. Шипка Т потискује носач радног предмета удесно сабијајући опругу U која служи за враћање.

Брзина резања при рендисању зупчаника од хром-никел, односно хром-молибден челика износи око 12 м/мин од ливеног гвожђа 14 а од угљеничног челика 22 ÷16 у зависносга од јачине материјала, док је за бронзу брзина резања око 30 м/мин.

Брзина помоћног кретања представља дужину оног лука мереног по подеоном кругу алата за коју се алат окреће при једном двострукрм ходу; она се креће између 0,1 л 0,38 ммм, при чему се веће вредности односе на грубу обраду.

Главно време за израду зупчаника рендисањем по методи Фелоуз одређује се према обрасцу

tg=i

z⋅m⋅πn⋅s

где jе:i – број пролаза,

z – број зубаца зупчаника,m – модул зупчаника,n – број двоструких ходова у минути,s (mm) – величина моћног кретања за један двоструки ход.

Средњи отпор резања при рендисању зупчаника по методи Фелоуз може се према Д. Малкину одредити по обрасцу

Fm=5,2

K⋅m2⋅s0. 75

z0.09, (N)

где је К специфични отпор резања у КN/cm2. Специфични отпор резања К може се усвојити према специфичном отпору резања при обради на стругу увећаном за 20% због тежих услова рада у односу на обраду на стругу, тако да је К = 1,2 Ск. Изглед рендисаљке за цилиндричне зупчанике типа Фелоуз приказан је на сл. 28 где је са 1 обележен алат а са 2 радни предмет.

Израда угластих зупчаника са непрекинутим зупцима врши се по методи Сајкса која је по принципу рада и по облику алата слична методи Фелоуз за цилиндричне зупчанике. Машина има два алата А са завојним зупцима (сл. 29) који су постављени у носач алата В. Механизам криваје покреће носач В у једном и другом смеру на тај начин што при рендасању удесно леви алат обрађује леви завојни зубац угластог зупчаника а при ходу улево десни алат обрађује десни зубац, док истовремено радни предмет и алат изводе обртна кретања потребна за остварење релатавног котрљања. Сем ових кретања кружни зупчасти ножеви добијају још и допунско обртно кретање ради остварења завојних зубаца.

Слика 28. Изглед рендасаљке за зупчанике типа Фелоуз

Слика 29. Принцип израде угластих зупчаника рендисањем по методи Сајкса

Друга метода рендисања цилиндричних зупчаника је метода Мага. Као алат служи прави зупчасти нож облика зупчасте полуге тј. дела еволвентног зупчаника бесконачно великог пречника. Алат (сл. 30) изводи вертикално главно кретање, за случај резања цилиндричних зупчаника са правим зупцима, при чему је ход наниже радни ход. Помоћна кретања, потребна за релативно котрљање, изводи радни предмет 2 у виду обртног и праволинијског кретања дуж алата. Релативно котрљање радног предмета према алату изводи се периодично и то по завршеном повратном ходу а пре радног на тај начин, што се радни предмет окрене за малу вредност уз истовремено одговарајуће транслаторно померање дуж алата.

Слика 30. Принцип рада рендисаљке за зупчанике Маг

Пошто је број зуба алата обично мањи од броја зубаца радног предмета, то по завршеном померању радног предмета од левог до десног краја алата неће бити обрађени сви зупци. Ради тога је потребно да се радни предмет, чим дође до десног краја алата, опет врати у свој почетни положај транслаторним кретањем-улево али без обртног кретања. За време овог враћања радног предмета алат мирује изнад радног предмета. На овај начин се радни предмет у односу на алат помера за један или више корака. Ово померање алата је пропраћено и једним малим допунским кретањем радног стола прво на једну а затим на другу страну да би се уклонио зазор у погонским елементима за обртно и транслаторно кретање. По извршеном враћању радног предмета наставља се рад на горе описани начин, тако да се за обраду свих зубаца радни предмет враћа неколико пута.

Алат за рендисање, прави зупчасти нож, може бити изведен тројако: за грубу обраду, за завршну обраду или у виду ножа за завршну обраду зупчаника који се накнадно још брусе. Груба и завршна обрада зупчаника једним истим алатом ређе се изводи и то само до модула 3,5. Грудна површина алата је удубљена и то до модула 10 у виду једног удубљења (сл. 31а) а за веће модуле од 10 у виду два удубљења (сл. 31б).

Слика 31. Зуби правог зупчастог ножа

На рендисаљци типа Маг израђују се цилиндрични зупчаници са правим зупцима при вертикалном кретању носача алата (сл. 32а), док се за цилиндричне зупчанике са завојним зупцима носач алата нагиње за угао нагиба завојних зубаца (сл. 32б).

Слика 32. Међусобни положај алата и радног предмета при рендисању зупчаника по Магу; а-са правим зупцима, б-са завојним зупцима

Израда алата за рендисаљку Маг једноставнија је од алата за рендисаљку Фелоуз и омогућава постизање веће тачности због правих профила зуба, док је машина сложенија због потребе за периодичним радом који је код рендисаљке Фелоуз замењен конгинуалним радом и алата и радног предмета.

Слика 33. Кинематска шема рендисаљке за зупчанике типа Маг

Кинематска шема рендисаљке Маг приказана је на сл. 33. Главно кретање остварује се преносом са електромотора А преко каишника и спојнице В на вратило I. При радном периоду процеса обраде снојница В преноси кретање са каишника на горњи део вратила I и преко коничних зупчаника 1, 2 на вратило II и на преносник за главно кретање С. Овај преносник остварује девет ступњева бројева обрта и преноси даље кретање на мали зупчаник 3 и са њега на велики зупчаник. 4, чије шупље тело истовремено представља носач уређаја за промену ексцентричности прикључне осовинице D полуге Е механизма криваје главног кретања. Ексцентричност осовинице D мења се помоћу ручице К1 померањем исте удесно и окретањем, услед чега се окреће шупље вратило III и зупчаници 5÷8. Механизам криваје прикључен је за носач алата F који на тај начин добија своје вертикално кретање (главно кретање алата).

Помоћно кретање радног предмета, које је зависно од главног кретања, одводи се са вратила III преко коничвих зупчаника 9, 10 на клатно G које осцилује око осовинице Н. За клатно је прикључен озупчани точак Ј при чему се полупречник осциловања прикључка клатна регулише помоћу зупчаника 11, 12. На овај начин се обртно кретање вратила III претвара у периодично једносмерно окретање вратила IV, односно преко зупчаника 13÷24 у периодично окретање вратила V. Зупчаници 17÷22 припадају преноснику за промену брзине помоћног кретања. Спојница К2 је при радном кретању спојена са зупчаником 15. Ако је спојница Кз померана улево (или удеско у зависности од смера обраде) а спојница К4 навише, преносиће се с једне стране кретање са вратила V преко зупчаника 25÷32 на завојно вретено VI за уздужно померање носача радног предмета. С друге стране, преко зупчаника 26÷36 преноси се истовремено кретање на вратило VII и на пуж који окреће пужасти точак, односно носач радног предмета. На тај начин радни предмет изводи и транслаторно и обртно помоћно кретање, односно релативно котрљање у односу на алат. Зупчаници 29÷32 као и 33÷36 чине групе променљивих зупчаника помоћу којих се регулише зависност између ова два кретања и главног кретања алата.

Пошто је радни предмет доспео до краја алата после померања за један или више корака, искључује спојница В пренос кретања на горњи део вратила I и то тако да се алат заустави у свом горњем положају. Истовремено се зауставља и релативно котрљање. Од тог тренутка се кретање преноси на доњи део вратила I и преко каишника, зупчаника 37÷40 (спојница К5 укључена, К2 спојена са зупчаником 41) на зупчаник 41 и преко зупчаника 16÷26 на вратило VI, при чему је спојница К1

искључена. Вратило VI се сада континуално окреће услед чега се носач радног предмета убрзано враћа уназад без окретања. Пошто је завршено враћање радног предмета, укључује се опет радни период спајањем спојнице К2 са зупчаником 15, укључењем спојнице К4 и искључењем спојнице К5.

Померања појединих спојница, односно тачно укључивање и искључивње радног и повратног периода обраде, регулише добош L са кулисама, односно бреговима помоћу којих се покрећу полуге за померање спојница (на шеми се не виде). Добош добија своје обртно кретање при радном периоду обраде преко зупчаника 42÷45 а при повратном преко зупчаника 46, 47, 44, 55.

Изглед рендисаљке типа Маг приказан је на сл. 34 на којој је са обележен алат-прави зупчасти нож а са 2 радни предмет. Носач алата је нагнут ради израде цилиндричног зупчаника са завојним зупцима.

На рендисаљци типа Маг могу се, уз додавање одговарајућих уређаја за носач алата и носач радног предмета, израђивати и зупчаници са унутарњим зупчањем као и зупчасте полуге. У,овим случајевима се уместо правог зупчастог ножа употребљава кружни зупчасти нож тако да машина у тим случајевима ради по методи Фелоуз.

Слика 34. Изглед рендисаљке за зупчанике типа Маг

Специјалан тип рендисаљке ове концепције је рендисаљка са два носача алата и два обртна стола, тако да је омогућена истовремена обрада два мања зупчаника.

За израду малих зупчаника налази примену брзоходна рендисаљка која се од нормалног типа разликује по томе што је број зуба правог зупчастог ножа једнак или већи од броја зубаца радног предмета; на тај начин отпада повратно кретање радног предмета.

Конични зупчаници. Методе израде коничних зупчаника рендисањем обухватају методу копирања по шаблону и методе по принципу релативног котрљања.Рендисање зупчаника копирањем по шаблону (метода Ерликон-Оегликон) обавља се на тај начин што се радни предмет 1 (сл. 35) поставља на стожер 2 који је зглавкасто, помоћу карданског зглоба, прикључен на врху конуса. На истом стожеру налази се и шаблон 3 чији је профил увећан у односу на профил зупчаника у зависности од одстојања од врха конуса. Нож 4 врши главно кретање-рендисање у правцу изводнице конуса, док копирни шиљак 5, који лежи у правцу кретања ножа, обезбеђује нагињање целог система захваљујући приљубљивању шаблона 3 уз шиљак 5. На овај начин се при нагањању целог система обезбеђује такво помоћно кретање радног предмета према ножу које ће омогућити копирање облика шаблона на радни предмет. Пошто је профил шаблона увећан у односу на профил радног предмета, то се грешке у профилу шаблона смањуују у том односу према профилу зубаца. Пре почетка рада машина се тако регулише да врх шиљка за копирање, врх ножа и врх конуса леже на истој правој. Новије машине врше рендисање истовремено са два ножа од којих један обрађује један а други нож други профил зупца.

Сл. 35. Принцип рендисања коничних зупчаника помоћу шаблона Рендисаљке по принципу копирања примењују се углавном при изради великих коничних зупчаника модула већих од 20. Рендисаљка за коничне зупчанике по методи Билграм ради по принцину релативног котрљања. Радни предмет 1 (сл. 36) поставља се на стожер 2 за чији је други крај причвршћен конус 3 чији је угао једнак углу конуса зулчаника. Нож 4, који је причвршћен за носач алата, креће се увек у истом правцу. После сваког повратног хода ножа окреће се радни предмет-зупчаник-помоћу подеоног апарата за по један корак. На тај начин при сваком радном ходу обрађује нож исту изводницу профила али на другом зупцу.

Слика 36. Принцип рада рендисаљке за коничне зупчанике типа Билграм

После једног обрта радног предмета окреће се лежиште стожера 2 око осе α-α посредсгвом пужастог преносника при чему истовремено преко стожера 2 настаје котрљање конуса 3 по подлози. Услед ових кретања, која подражавају кретање коничног зупчаника при његовом каснијем раду, настаје релативно кртрљање зупца радног предмета према ножу тако да сада суседна изводница зупца долази у радни положај. Одстојање између двеју изводница представља величину помоћног кретања радног предмета. Релатавно котрљање настаје, према томе, на тај начин што се помоћу пужастог преносника истовремено остварују два кретања: окретање целог система око осе α-α и окретање радног предмета око осе стожера 2. Котрљање конуса остварује се помоћу две челичне траке 5 од којих се једна намотава а друга одмотава са конуса. При изради коничних зупчаника са правим зупцима креће се нож радијално (сл. 37а), док за коничне зупчанике са косим зупцима тангентно на круг А (сл. 37а).

Слика 37. Положај зубаца зупчаника; а-са правим, б-са косим зупцима при рендисашу на машши Билграм

Теоријски сваки други угао конуса коничног зупчаника захтева други конус, док се у пракси овај захтев своди на гарнитуру од неколико конуса тако да сваком конусу одговара одређена област углова. Са једним алатом врши се грубо усецање међузубља, док се завршна обрада профила врши засебним ножевима за леви и десни бок профила.

Слика 38. Принцип рендисања «коничних» зупчаника помоћу зупчастих сегмената

Рендисаљка за коничне зупчанике са правим зупцима, типа Глизон старије конструкције остварује релативно котрљање помоћу два конична сегмента (сл. 38). На заједничкој осовини са радним предметом А налази се зупчаста сегмент В који је у додиру са одговарајућем сегментом С. При кретању ножева Е (на слици је уцртан само један нож док их на машини има два) врши се рендисање и то тако да један нож обрађује један а други нож друга профил истог зупца. Заједничким окретањем сегмената В и С постиже се релативно котрљање при обради једног зупца. Пошто је један зубац завршен, враћа се систем за релатнвно котрљање-сегменти В и С-у свој почетни положај а носач алата одамиче се од радног предмета после чега настаје дељење тј. окретање радног предмета за следћи корак.

Израда коничних зупчаника са релативним котрљањем оствареним помоћу система променљивих зупчаника представља новију концепцију остварену на машинама »Хајденрајх и Харбек«као и »Глизон». Машина има два носача алата 1 (сл. 38) од којих један нож обавља радни ход док се други нож налази у повралном ходу. Сваки нож обрађује по једну страну профила. Релативно котрљање настаје при истовременом окретању у истом смеру радног предмета-зупчаника 2-и плоче 3 са носачима ножева.

Слика 39. Принцип израде коничних зупчаника са правим зупцима на машини типа Хајденрајх и Харбетс, односно Глизон

По завршетку релативног котрљања за један зубац, враћају се радни предмет и плоча 3 у почетни положај после чега се радни преджет подсредством подеоног апарата окреће за један зубац и поступак се понавља. Сл. 40а приказује почетни а сл. 40б крајњи положај ножева у односу на радни предмет при обрада једног зупца.

Кинематска шема рендисаљке за коничие зупчанике према шеми сл.39 приказана је на сл. 41. Главно кретање осгварује се пренрсом са електромотора А преко каишника на вратило I и преко зупчаника 1÷9 на зупчанике 10÷11 који покрећу механизме криваје за

погон ножева за рендисање. Релативно котрљање између алата и радног предмета постиже се истовременим окретањем носача алата В и носача радног предмета С. Носач алата В добија своје обртно кретање при радном ходу са вратила I преко зупчаника 12÷24 (зупчаник 21 је у вези са зупчаником 22 а 23 са 24), затим преко групе променљивих зупчаника 25÷28, коничних зупчаника 29, 30 и пужастог преносника који носачу алата даје лагано обртно кретање.

Слика 40. а-почетни и б-крајњи положај ножева при рендисању једног зупца по методи Глизон

Радни предмет С добија обртно кретање преносом са зупчаника 24 преко 31, 32, променљивих зупчаника 33÷36, затим преко 37÷42 и пужастог преносника који окреће осовину радног предмета С. Спојница К1 померена је при овом преносу удесно тј. спојена са зупчаником 24 а спојница К2 такође удесно и спојена са зупчаником 23. Спојница К3 је искључена. Пошто је извршено релативно котрљање при рендисању једног зупца, тј. окретање и носача алата и радног предмета у једном смеру, враћа се цео систем у обратном смеру, при чему се сада кретање преноси са вратила I преко зупчаника 12÷16 и 43÷45, затим преко спојнице К3 која је сада укљљчена тј, спаја зупчаник 45 преко шупљег вратила са зупчаником 23, док је спојница К2 искључена. Даљи пренос је исти као и при радном кретању. Пошто је повратно кретање завршено, искључује се спојница К1 тј. раставља се од зупчаника 24 услед чега се зауставља обртно кретање возача алата. Радни предмет, међутим, продужава обртно кретање ради дељеља, односно окретања за један корак у односу на носач алата. Пошто је дељење завршено, укључују се опет спојнице К1 и К2 а искључује К3 и ново радно кретање у вези са обрадом следећег зупца почиње. Померања спојница К1, К2 и К3 врше се аутоматски посредством посебног уређаја са зупчаницима и полугама (део D на сл. 41).

Слика 41. Кинематска шема рендисаљке за коничне зупчанике према шеми рада са слике 39.

Слика 42. Принцип израде коничних зупчаника са завојним зупцима на машини типа Глизон

Рендисаљка за коничне зупчанике са завојним зупцима типа Глизон ради на сличном принципу као претходна машина само је место два ножа предвиђен један и машина, за разлику од претходне, ради континуално. Нож 1 (сл. 42) изводи главно праволинијско кретање, док се релативно котрљање остварује лаганим окретањем радног предмета 2 и носача алата-плоче 3. Завојни облик зубаца постиже се допунским окретањем радног предмета. Услед оврг допунског окретања радног предмета нож при сваком радном ходу улази у следеће међузубље чиме се обезбеђује континуалан рад, док при повратном ходу нож не додирује радни предмет. Поред ових кретања плоча са ножевима изводи још и кратко осцилаторно обртно кретање које служи за корекцију криволинијског облика зубаца. По извршеној обради једног профила на свим зупцима обрађује се други профил пошто је претходном грубом обрадом израђено међузубље.

2.3. ИЗРАДА ЗУПЧАНИКА ПРОВЛАЧЕЊЕМ

Провлачење представља ређе примењивану методу при изради зупчаника. Оно долази нарочито до изражаја за веће серије због сложености алата који имају универзалну примену већ морају бити прилагођени облику међузубља у зависности од модула и од броја зубаца зупчаника. Пошто међузубље представља отворену контуру, то при изради зупчаника долази у обзир само спољно провлачење.

Израда цилиндричних зупчаника провлачењем може се вршити помоћу одговарајућег алата чија контура одговара половини обима зупчаника (сл. 43). Цео алат је састављен од појединих плоча од којих се зуби сваке следеће, идући од доње ка горњим, повећавају и употпуњују, тако да последња одговара облику профила зубаца. Ова операција се изводи на. вертикалној машини за спољно провлачење, при чему је радни предмет постављен у помоћни алат који по извршеном једном радном ходу окреће радни предмет за 180° да би се обрадила и друга половина зупчаника.

Слика 43. Израда цилиндричних зупчаника провлачењем За израду коничних зупчаника провлачењем развила је фабрика Глизон посебно машину »Ривасајкл«. Као алат служи провлакач 1 (сл. 44) који има 80 зуба распоређених по већем делу обима. Зуби се постепено удаљују од средишта алата, тако да су њихови врхови спирално распоређени.

Слика 44. „Израда коничних зупчаника провлачењем по методи Глеасон – Revacycle“

Првих 50 зуба намењени су грубој обради, следећих 10 претходној завршној а осталих 20 завршној обради. За време грубе обраде помера се средиште провлакача од А до В паралелно корену међузубља радног предмета 2. Затим се средиште провлакача брзо помера од В до С ради предходне завршне обраде, док се завршна обрада обавља при повратном равномерном кретању средишта од С до D враћајући се при томе у почетни положај А. Подела пресека струготина подешена је тако да зуби за грубу обраду дејствују у средњем делу међузубља, док за завршну обраду дејствују на леви, односно десни бок међузубља. По завршеном једном међузубљу наставља се и даље равномерно обртно кретање провлакача, док се за време наиласка нережућег дела обима провлакача обавља окретање радног предмета за следећи корак. По завршеној изради свих међузубља зауставља се провлакач аутоматски. Доњи део сл. 44 приказује међузубље са делом провлакача. На овој машини може се постићи и сферичан облик зубаца захваљујући неједнакој ширини поједшшх зуба у вези са померањем средишта провлакача.

2.4. ОБРАДА ЗУПЧАНИКА По завршеној изради зупчаника глодањем, рендисањем или провлачењем а по извршеној термичкој обради, приступа се брушењу зупчаника у циљу отклањања термичких деформација и постизања веће тачности, као и у циљу побољшања квалитета обрађене површине. Брушење налази примену углавном код цилиндричних зупчаника са правим н завојним зупцима, док ређе код коничних зупчаника.

По својој кинематици најједноставнија метода брушења зупчаника је метода помоћу профилисаног тоцила (сл. 45).

Слика 45. Брушење зупчаника; а-двострано профилисаним тоцилом, б-једнострано профилисаним тоцилом

Разликује се метода помоћу двострано профилисаног тоцила (сл. 45а) и метода помоћу једнострано профилисаног тоцила (сл. 45б). Метода са двострано профилисаним тоцилом (метода Оркут) представља копирну методу код које профил тоцила одговара профилу међузубља, тако да се профил међузубља истовремено обрађује по целој контури. Такав профил тоцила одржава се помоћу три дијаманта (тачкасто уцртани на сл. 45а) који се посредством шаблона кређу дуж профила тоцила. Добра страна копирних метода огледа се у великој продуктивности, док тачност обраде заостаје за тачношћу обраде релативним котрљањем због неравномерног трошења тоцила код корена и темена зупца брушеног зупчаника. Даљи недостатак ове методе лежи у великој додирној површини између тоцила и радног предмета, услед чега се развија велика количина топлоте која може да изазове деформацију зупчаника. Сем тога, сваки други број зубаца зупчаника и истог модула захтева други профил тоцила.

Копирна метода са једнострано профилисаним тоцилом (метод Минерва) погоднија је од претходне методе због мање додирне површине између тоцила и радног предмета. Тоцило обрађује при једном пролазу само једну страну профила. Даље преимућство ове методе у односу на претходну произлази из повољнијег правца помоћног крегања при примицању. Код методе са двострано профилисаним тоцилом врши се његово примицање радијално према радном предмету ради постизања потребне дубине брушења. Код једнострано профилисаног тоцила примицање врши радни предмет тангенцијалним кретањем. Док се при радијалном примицању тоцила (сл. 46а) дубине брушења а и 6 на корену и темену зупца знатно разликују и тиме проузрокују неједнако трошење тоцила дуж профила, код тангенцијалног примицања зупца {сл. 46б) дубине брушења с и d на корену и темену пркближно су исте а тиме је и трошење тоцила равномерније. По завршеном брушењу једне стране профила на свим зупцима приступа се брушењу друге стране.

Слика 46. Правац примицања при брушењу профилним тоцилом; а- радијално примицање тоцила, б-тангенцијално примицање радног предмета

Већу тачност од копирних метода обезбеђују методе које базирају на принципу релативног котрљања.

При брушењу зупчаника по принципу релативног котрљања примењује се тоцило чији профил одговара профилу зупца зупчасте полуге. Да би се релативним котрљањем обрадио профил зупца од О до А (сл. 47), мора зупчаник да се окрене за лук АЕ налево и да се истовремено праволинијски помери надесно за дужину ЕА1.

Слика 47. Принцип релативног котрљања при брушешу зупчаника На сл. 48 приказана је метода Нилес за брушење зупчаника релативним котрљањем. Као тоцило употребљава се двоструко конично тоцило чији профил одговара профилу зупчасте полуге. Носач тоцила заједно са тоцилом креће се наниже и навише, док радни предмет који је постављен на вертакалан стожер, изводи релативно котрљање истовременим обртним и праволинијским кретањем. При брушењу левог бока међузубља приљубљује се тоцило ка левом боку, док при брушењу десног бока приљубљује се уз тај бок, чиме се обезбеђује брушење целог међузубља. После обраде једног међузубља настаје окретање радног предмета за један корак посредством подеоног апарата. Релативно котрљање се обезбеђује на машини посредством променљивих зупчаника.

На сличном принципу као претходна машина ради брусилица за брушење зупчаника типа Колб, код које се релативно котрљање остварује место са зупчаницима са челичним тракама које се одмотавају, односно намотавају на један лучни сегмент (слично тракама код рендисаљке за коничне зупчанике типа Билграм). Тоцило код ове машине, за разлику од претходне, има профил који одговара пуном зупцу, тако да се истовремено обрађује и један и други бок међузубља.

Слика 48. Брушење зупчаника по методи Нилес

Слика 49. Брушење зупчаника го методи Маг

Машина може бити регулисана тако да се релативно котрљање обавља споро, док је праволинијско кретање носача алата убрзано и после обраде једног међузубља врши се посредством подеоног апарата дељење за следећи корак. Друга начин брушења предвиђа лагано кретање носача алата кроз међузубље, док се релативно котрљање обавља великом брзином.

Брусилица типа Маг користи два тањираста тоцила која су тако постављена у међузубље (сл. 49) да њихове контуре одговарају једном зупцу зупчасте полуге. Радни предмет изводи релативно котрљање обртним и одговарајућим праволинијским кретањем радног предмета на једну и другу страну, тако да се истовремено обрађују оба бока међузубља. Радни предмет сем тога изводи и лагано праволинијско кретање у правцу своје осе да би се обрадила цела дужина зупца. По завршеном једном пролазу зауставља се релативно котрљање и радни предмет, који је сада изван домашаја тоцила, и подсредством аутоматског подеоног апарата врши окретање за један корак.

Посебан уређај на овој машини обезбеђује одржавање облика профила тоцила. Помоћу контактних елемената врши се у временским размацима од по 5 секунди додиривање обода тоцила и у случају да истрошеност достигне величину од 0,001 мм, преко релејних елемената врши се примицање носача тоцила за ту величину. Тачност рада овакве брусилице је већа од брусилице типа Нилес, али је њена продуктивност мања.

Слика 50. Принцип рада брусилице Маг

Принцип рада брусилице Маг приказан је на сл. 50. Релативно котрљање радног предмета 1 према тоцилима 2 остварено је истовременим обртним и праволинијским кретањем радног предмета. Обртно кретање постиже се посредством челичних трака 3 од којих се једна одмотава док се друга намотава на рукавац носача радног предмета. Траке 3 причвршћене су за оквир 4 који је преко одговарајућих спојних елеменага везан за двокраку полугу 5 за коју је везан и носач радног предмета 6. Док се оквир 4 креће у једном смеру обезбеђујући обртно кретање радног предмета, преко двокраке полуге врши се померање носача алата 6 у другом смеру, односно постиже се праволинијско кретање потребно за релатавно котрљање радног предмета. Истовремено са релативним котрљаљем изводи се и уздужно кретање целог носача алата да би се обезбедило брушење по целој дужини зупца.

Брушење цилиндричних зупчаника са завојним зупцима изводи се на брусилици Маг ако се носач тоцила нагиње око вертикалне осе за угао нагиба завојнице завојних зубаца. Док до сада приказане мегоде брушења зупчаника захтевају периодичан рад с обзиром на потребу дејствовања подеоног апарата ради окретања радног предмета после завршеног сваког зупца, брусилица по методи Рајсхауер омогућује континуалан рад.

Слика 51. Брушење зупчаника по методи Рајсхауер

Као алат употребљава се пужасто тоцило 1 (сл. 51) које је изведено у облику пужа који се у захвату са радним предметом 2 као пуж са пужастим точком. Релативно котрљање се остварује истовременим главним обртним кретањем тоцила и помоћним обртним

кретањем радног предмета. Поред ових кретања радни предмет изводи и вертикално кретање да би се обезбедила обрада по целој дужини зубаца, као и осцилаторно попречно кретање радног предмета у једном и другом смеру чиме се обезбеђује равномерније трошење тоцила. Код брусилице Рајсхауер зависност између обртног кретања тоцила и радног предмета остварена је помоћу два синхрона електромотора од којих један даје погон тоцилу а други радном предмету, да би се на овај начин отклонила могућност грешака изазваних у кинематском систему машине.

На истом принципу као швајцарска машина, али са извесним конструктивним разликама, ради машина еиглеске концепције »Матрикс«. Код ове машине се зависност између главног и помоћног обртног кретања остварује чврстом кинематском везом помоћу зупчаника.

Продуктивност брусилица са пужастим тоцилом, захваљујући континуалном раду, може за три до четири пута да надмаши продуктивност брусилице Маг. Што се тачности тиче може се за сада брусилица Маг сматрати у том погледу као најквалитетнија, иако се брусилица Рајсхауер својим даљим развојем све више приближава тачности брусилице Маг.

Брушење коничних зупчаника израђених рендисањем може се вршити и на машини за рендисање коничних зупчаника типа Билграм, ако се носач ножа замени носачем вретена тоцила и тада су кретања при брушењу истоветна онима при рендисању.

За брушење коничних зупчаника са завојним зубима израђених глодањем примењује се као алат шупље тоцило чији полупречник заобљења одговара полупречнику кривине завојних зубаца. Кретања су иста као при глодању таквих зубаца.

2.5. ОБРАДА ЗУПЧАНИКА ЉУШТЕЊЕМ

Љуштење зупчаника представља методу завршне обраде при којој се радни предмет зупчаник спреже, у циљу релативног котрљања, са једним алатним зупчаником чије су површине зубаца радијално ижлебљене ради добијања ивица за резање. Пошто ове ивице (сл. 52) немају карактер сечива као код осталих алата за обраду резањем, то се на овај начин скидају само танки слојеви материјала од око 0,1 мм дебљине а који одговарају ситним испупчењима и неправилностима на зупцима. Поред алатног зупчаника налази примену и алатна зупчаста полуга (према Лоренцу). Да би се остварило кретање потребно за резање, мора да постоји известан нагиб зуба алата према зупцима радног предмета, чиже се постиже бочно клизање између њих.

Слика 52. Зуб алата за љуштење зупчаника

Слика 53. Међусобни положај алатног зупчаника и радног предмета при обради љуштењем

На сл. 53 приказан је међусобни положај алата за љуштење 1 и радног предмета 2 у виду завојног зупчаника. Радни предмет изводи аксијално кретање у једном и другом смеру ради постизања исте дебљине зупца по делој ширини.

Алат у виду зупчасте полуге 1 (сл. 54) изводи периодично кретање у једном и другом смеру у спрези са радним предметом 2 али тако да се после сваког хода радни предмет бочно помера за извесну малу вредност ради постизања равномернијег трошења алата.

Слика 54. Међусобни положај алатне зупчасте полуге и радног предмета при обради љуштењем

Слика 55. Машина за љуштење зупчаника обрада

Машина за љуштење зупчаника приказана је на сл. 54, где је са 1 обележен радни предмет, слободно стегнут између шиљака, са 2 алат у виду зупчаника. Носачи шиљака

стоје на уздужном клизачу који изводи уздужно аксијално, кретање радног предмета, док се изнад њега налази алатни зупчаник на носачу који је обртан око вертикалне осе ради подешавања угла укрштања оса. Исти поступак љуштења може се применити и на зупчанике са унутрашњим зупчањем, при чему је носач алатног зупчаника тако подешен да се алатни зупчаник налази на препусту. На овој машнни могу се обрађивати како цилиндрични зупчаници са правим тако и са завојним зупцима. Сем тога могуће је обрађивати и зупце сферичног облика. Машине овог типа предвиђене за масовну производњу снабдевене су уређајем за програмско управљање.

Љуштење зупчаника представља веома продуктивну методу завршне обраде која се углавном примењује пре термичке обраде а после претходне обраде зупчаника глодањем, рендисањем или провлачењем, Понекада се љуштење примењује после термичке обраде ако се зупчаници пре љуштења могу отпустити ради смањења тврдрће и тиме омогућити љуштење. Љуштење се може применити и пре термичке обраде као припремна операција за брушење, чиме се дубина брушења после термичке обраде може смањити а самим тим смањити и време брушења.

2.6. ОБРАДА ЗУПЧАНИКА ГЛАЧАЊЕМ

Глачање представља поступак за завршну обраду оних зупчаника који се после термичке обраде накнадно не обрађују брушењем а код којих се захтева високи квалитет обрађене површине, или брушених зупчаника код којих се поред велике тачности захтева и нарочито високи квалитет обрађене површине. Глачање зупчаника остварује се међусобним радним кретањем два спрегнута зупчаника који сем релативног котрљања изводе још и нека допунска кретања ради постизања равномерног брушења по целој површини профила. При овим кретањима прелива се преко зупчаника течност као носилац средства за брушење. Поред међусобног рада два спрегнута зупчаника може се глачање извести и радом сваког зупчаника посебно са једним тачно израђеним алатним зупчаником. Ако се ради на први начин, мора се ради обезбеђења доцнијег мирног рада тих зунчаника обележити њихов међусобни положај пре глачаша па их тако уградити у машину. При раду са алатним зупчаником ово није потребно али тада алатни зупчаник услед сталног рада временом губи свој тачан облик.

Глачање зупчаника по Вернеру састоји се у томе што се пару спрегнутих зупчаника дају три кретања и то: релативно котрљање, радијално кретање у границама од 0÷4 мм првог зупчаника према другом, као и аксијално померање у границама од 0÷2 мм другог зупчаника према првом. На овај начин машина за глачање ради 30÷300 секунди у једном смеру а затии у другом да би се обрадио и други профил.

По Клингелнбергу је пар зупчаника спрегнут тако да осовина једног зупчаника изводи допунско кретање у виду просторног љуљања — нагињања — у уским границама.

При глачању зупчаника скида се слој материјала од 0,02-0,03 мм. Глачање се често примењује као метода завршне обраде коничних зупчаника.

3. ЗАКЉУЧАК

Појединачна израда цилиндричних зупчаника обавља се на хоризонталној или универзалној глодалици посредством подеоног апарата.

Поред глодања налази често примену и рендисање цилиндричних и коничних зупчаника. Области примене глодања и рендисања нису увек строго подељене, већ се оне за извесне облике као и величине зупчаника могу и поклапати; ово поклапање нарочито је уочљиво код мањих зупчаника, док се код већих издваја глодање као продуктивнија метода али која у погледу тачности заостаје за рендисањем.

Провлачење представља ређе примењивану методу при изради зупчаника. Оно долази нарочито до изражаја за веће серије због сложености алата који имају универзалну примену већ морају бити прилагођени облику међузубља у зависности од модула и од броја зубаца зупчаника.

По завршеној изради зупчаника глодањем, рендисањем или провлачењем а по извршеној термичкој обради, приступа се брушењу зупчаника у циљу отклањања термичких деформација и постизања веће тачности, као и у циљу побољшања квалитета обрађене површине. Брушење налази примену углавном код цилиндричних зупчаника са правим н завојним зупцима, док ређе код коничних зупчаника.

Љуштење зупчаника представља методу завршне обраде при којој се радни предмет зупчаник спреже, у циљу релативног котрљања, са једним алатним зупчаником чије су површине зубаца радијално ижлебљене ради добијања ивица за резање.

Глачање представља поступак за завршну обраду оних зупчаника који се после термичке обраде накнадно не обрађују брушењем а код којих се захтева високи квалитет обрађене површине, или брушених зупчаника код којих се поред велике тачности захтева и нарочито високи квалитет обрађене површине.

4. ЛИТЕРАТУРА

[1] gр. инж. Павле Станковић, Машинска обраgа, Обраgа метала резањем, треће изgање, Изgавачко преgузеће, Грађевинска књига, Београg, 1967.

[2] K.Х. Декер, Елементи стројева,Техничка књига, Загреб, 2006.

[3] Еуген Обершмит, Озубљења и зупчанициц, Загреб, 1993.

[4] Војислав Милтеновић,Машински елементи, 7. издање , Ниш, 2009.

[5] Спасоје Драпић, Машински елементи 2, Београд, 2003.

[6] Милосав Огњановић, Машински елементи 2, Машински факултет Београд, Ниш, 1996.

[7] Спасоје Драпић, Машински елементи са конструкцијама, скрипта интернационал, Београд, 1997.

[8] Спасоје Драпић, Машински елементи са конструкцијама, Светлост Сарајево, 1980.