Способ изготовления зубчатой передачи, составленной из колес с выпукло-вогнутыми профилями зубьев

 

Изобретение относится к машиностроению , в частности к изготовлению зубчатых передач, составленных из колес с выпукло-вогнутыми профилями зубьев. Цель изобретения - повышение износостойкости передачи путем придания профи; лям зубьев формы естественного износа. Каждое колесо зубчатой передачи нарезают методом огибания общим инструментом реечного типа, главные рабочие кромки которого сопрягаются на головке и ножке круговыми участками и выполнены в соответствии с зависимостями х р(а)( cos а - 1/cos fit) + / + + Jp (a) (sin o)d a / cos2a . о у /(a)slna где х, у - координаты главных режущих кромок; P(a)p0exp(cos2a« / d a / ) ; о р , а - полярные координаты с центром в полюсе зацепления, причем апеременный угол зацепления; OB 45° - предельный угол зацепления: /QO 0.4224 mn - масштабная величина, при этом круговые участки выполнены с радиусом 0,3 модуля, а общая высота зубьев инструмента соответствует двум модулям. 1 ил. и

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sI)s В 23 F 1/00, 21/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СС:P

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ р() =p exp (cosг гт па/ о (21) 4456179/08 (22) 06.07.88 (46) 23.06.91. Бюл, М 23 (71) Ленинградский инженерно-строительный институт (72) В, В. Шульц (53) 621.833.1(088.8) (56) Вестник машиностроения, 1980, М 10, с. 16-18. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗУБЧАТОЙ

ПЕРЕДАЧИ, СОСТАВЛЕННОЙ ИЗ КОЛЕС С

ВЫПУКЛО-ВОГНУТЫМИ ПРОФИЛЯМИ

ЗУБЬЕВ (57) Изобретение относится к машиностроению, в частности к изготовлению зубчатых передач, составленных из колес с выпукло-вогнутыми профилями зубьев.

Цель изобретения — повышение износостойкости передачи путем придания профилям зубьев формы естественного износа, Каждое колесо зубчатой передачи нарезают методом огибания общим инструментом реечного типа, главные рабочие кромки которого сопрягаются на головке и ножке

Изобретение относится к машиностроению, в частности к изготовлению зубчатых передач, составленных из колес с выпукловогнутыми профилями зубьев.

Цель изобретения — повышение износостойкости передачи путем придания профилям зубьев формы естественного износа.

На чертеже представлен исходный контур инструмента для осуществления предлагаемого способа.

В изобретении использован вариационный принцип устойчивости формы поверхнеети иэнашивающегося контакта при

„„5U ÄÄ 1657296 А1 круговыми участками и выполнены в соответствии с зависимостями х =p(a)(cos а — 1бсозa) +ро +

+ р(а)(ьпаиа/ cos а, о у =р (а) sin а где х, у — координаты главных режущих кромок; р, а — полярные координаты с центром в полюсе зацепления, причем а — переменный угол зацепления; а, =45 — предельный угол зацепления: р, =-0,4224 то — масштабная величина, при этом круговые участки выполнены с радиусом 0,3 модуля, а общая высота зубьев инструмента соответствует двум модулям.

1 ил. минимизации энергетических потерь на процесс зацепления зубьев в передаче. Указанный принцип описывает естественный, природный процесс самоорганизации термодинамически открытых систем, что для зубьев передач выражается в их стремлении приобрести форму естественного износа независимо от начальной формы. Форма естественного износа соответствует минимуму трения и износа и конформно воспроизводится при изнашивании.

Известно, что при установившемся процессе изнашивания его скорость в любой точке контакта пропорциональна некоторой

1657296 доле мощности трения, Интегрируя вдоль линии зацепления. получают <æó ä — ь ) тР = kNt где A p — работа трения на пути вдоль линии зацепления;

f — коэффициент трения;

cuy — угловая скорость изнашивания передачи, приведенная к первому колесу; в - угловая скорость первого колеса;

k — коэффициент изнашивания; а, Ь вЂ” предельные точки активной линии зацепления.

Иэ выражения (1) следует, что минимум работы трения будет достигаться на некоторой линии зацепления одновременно с минимумом коэффициента трения и скорости изнашивания, Решают задачу нахождения формы линии зацепления передачи, которая соответствовала бы минимуму интегральной мощности изнашивания при следовании нагружен ной точки (или нескольких точек) контакта вдоль линии зацепления.

Последовательное рассмотрение указанных условий требует применения методов вариационного исчисления. В результате получают выражение для криволинейной симметричной заполюсной части линии зацепления, лежащей в торцовой плоскости, в виде р(а) =р, ехр (cos ав

da (2)

cos а — cos ав где p, a- полярные координаты с центром в полюсе зацепления; ав — угол зацепления, соответствующий предельной точке линии зацепления;

po = р (0 ) — масштабная величина.

Дальнейшее исследование задачи на экстремум показывает, что ав = 45 .

При профилировании производящей рейки по оптимальной линии зацепления получают уравнения (в той же системе координат) симметричной части профиля рейки в виде х = p(a)(cosa — 1/сова)+р, +

+gp(a) da; о cos2а (3) у =р (a)sina, где х,у — координаты профиля рейки;

a — переменный угол зацепления;

p (a) определяются по выражению (2), Для вычисления координат профиля рейки по выражению (3) имеется программа, дающая погрешность не выше 5,610 m.

Учитывая однако, что ГОСТ на режущий инструмент погрешности профиля менее

10 mn не предусмотрены, выполняют аппроксимацию кривой (3) с помощью гиперболы

5 x= (4) где х, у — прямоугольные координаты, причем х совпадает с делительной прямой;

mn — нормальный модуль, 10 В соответствии с уравнением (2) предельная высота главной поверхности нарезаемого зуба должна определяться предельной точкой линии зацепления, для которой ав = 450. При переходе к аппрокси15 мирующему выражению(4) это соответствует

0 (V 0,821 mï. (5)

Таким образом, полная высота активной части зуба колеса, нарезанного предла20 гаемым способом, практически не должна быть более 1,64 m,.

Для лучшего сопряжения с переходными кривыми и образования радиального зазора построение исходного контура по

25 выражению (4) может выполняться вплоть до у--0.9 mn. . Технико-экономическая эффективность изобретения достигается за счет увеличения ресурса работы, стабильности профиля

30 и минимальных потерь при работе передачи. Для доказательства сравним работу трения, совершаемую при движении точки (точек) нагруженного контакта зубьев вдоль линии зацепления. Расчет производят для

35 профильно-сопряженных передач по выражению в

Атр = 3 — 2 — — бр. (6) г1 а cos2à

40 где 1л — передаточное отношение; г„1 — радиус начальной окружности первого колеса.

Для зацепления Новикова в выражение (6) следует положить р =const, а =const, ав

45 — длина линии зацепления при осевом коэффициенте перекрытия у1.

Объединяя общие параметры сравниваемых передач в постоянную С, получают для эвальвентной передачи

50 A тр=0,562 С; для передач с зацеплением Новикова

А тр=0,093 С. для циклоидальной передачи с улучшенными показателями

55 А"тр=0,0462 С; для передачи; нарезанной инструментом, выполненные в соответствии с предлагаемым способом

АГTp=0,0325 С.

1657296

Составитель И. Кузнецова

Редактор А. Козориз Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор А. Осауленко

Заказ 1678 Тираж 422 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Таким образом, при замене, например, эвольвентной передачи передачей, нарезанной предлагаемым способом, может быть достигнута экономия энергии (42 $).

Передача. изготовленная согласно 5 предлагаемг му способу, соответствует форме естеств нного износа и поэтому для нее переходный процесс теоретически исключен, что гарантирует максимальный ресурс при сохраннии высоких показателей проч- 10 ности.

Формула изобретения

Способ изготовления зубчатой передачи, составленной из колес с выпукло-вогнутыми профилями зубьев, линия зацепления 15 которых лежит в торцовой плоскости, при этом каждое колесо передачи нарезают методом огибания общим инструментом реечного типа, главные рабочие кромки которого сопрягаются на головке и ножке 20 круговыми участками, отличающийся тем, что, с целью повышения иэносостойкости передачи путем придания профилям зубьев формы естественного износа, используют инструмент, главные режущие кромки зубьев которого выполнены в соответствии с зависимостями х =p(a) (cos a — 1/cos а4-р +

+ gp(a)

$1П Q

COS à d а у =p(a) sin a где х, у — координаты главных режущих кромок; р(а) =р, ехр (соз2а

da ; —,у —,р — ):

p, a — полярные координаты с центром в полюсе зацепления, причем а — переменный угол зацепления; а =45 — предельный угол зацепления; ро =0,4224 mn — масштабная величина, при этом круговые участки выполнены с радиусом 0,3 модуля, а общая высота зубьев инструмента соответствует двум модулям,