Способ изготовления арочных зубьев цилиндрических зубчатых колес



Способ изготовления арочных зубьев цилиндрических зубчатых колес
Способ изготовления арочных зубьев цилиндрических зубчатых колес
Способ изготовления арочных зубьев цилиндрических зубчатых колес
Способ изготовления арочных зубьев цилиндрических зубчатых колес
Способ изготовления арочных зубьев цилиндрических зубчатых колес
Способ изготовления арочных зубьев цилиндрических зубчатых колес
Способ изготовления арочных зубьев цилиндрических зубчатых колес

 


Владельцы патента RU 2447975:

Общество с ограниченной ответственностью "Зубчатые трансмиссии - МГОУ" (RU)

Способ включает последовательную обработку вогнутых и выпуклых боковых сторон зубьев при помощи резцовых головок, которые вращают вокруг своей оси, расположенной в плоскости симметрии зубчатого венца, и снабжают резцами, главные режущие кромки которых расположены параллельно оси вращения головки, а профилирующие точки находятся на главных режущих кромках и расположены на одной окружности в плоскости, перпендикулярной оси вращения головки, при этом обработка как вогнутой, так и выпуклой боковой стороны каждого зуба включает в себя обработку эвольвентной поверхности, во время которой соответствующую резцовую головку устанавливают таким образом, что профилирующие точки ее резцов расположены в плоскости, касательной к основному цилиндру, затем зубчатому колесу придают вращательное движение вокруг его оси, а вращающуюся резцовую головку поступательно перемещают в плоскости симметрии зубчатого венца в направлении, перпендикулярном оси вращения головки, с линейной скоростью, равной произведению угловой скорости вращения зубчатого колеса на радиус основного цилиндра. Для повышения долговечности зубчатых передач при обработке вогнутых и выпуклых сторон зубьев используют резцовые головки, у которых профилирующие точки резцов расположены на окружностях, радиусы которых определяют по приведенным математическим зависимостям. 7 ил.

 

Изобретение относится к способам изготовления цилиндрических зубчатых колес с зубьями, имеющими арочный продольный и эвольвентный поперечный профили.

Известен способ изготовления цилиндрических зубчатых колес с арочными зубьями бочкообразной формы [Плахтин В. и др. Анализ зацепления и технология изготовления цилиндрических колес с арочными зубьями с применением автоматизированного комплекса T-FLEX//САПР и графика, 2007, №8 /http://www.sapr.ru/Article.aspx?id=18021].

Однако в этом способе нарезание арочных зубьев производится при помощи пальчиковых фрез, совершающих множественные сложные пространственные возвратно-поступательные движения, что значительно увеличивает трудоемкость изготовления зубчатых колес и их стоимость.

Известен также способ изготовления арочных зубьев цилиндрических зубчатых колес, включающий последовательную обработку вогнутых и выпуклых боковых сторон зубьев при помощи резцовой головки, которая вращается вокруг своей оси, расположенной в плоскости симметрии зубчатого венца, и снабжена резцами, главные режущие кромки которых расположены параллельно оси вращения головки, а профилирующие точки находятся на главных режущих кромках и расположены на одной окружности в плоскости, перпендикулярной оси вращения головки, при этом обработка как вогнутой, так и выпуклой боковой стороны каждого зуба включает в себя обработку эвольвентной поверхности, во время которой резцовую головку устанавливают таким образом, что профилирующие точки ее резцов расположены в плоскости, касательной к основному цилиндру, зубчатому колесу придают вращательное движение вокруг его оси, а вращающуюся резцовую головку перемещают в плоскости симметрии зубчатого венца в направлении, перпендикулярном оси вращения головки, с линейной скоростью, равной произведению угловой скорости вращения зубчатого колеса и радиуса основного цилиндра [Патент РФ №2404030, B23F 9/00, опубл. 20.11.2010, Бюл. №32] - прототип.

Недостатком этого способа является то, что при обработке и вогнутых, и выпуклых сторон зубьев используют резцовые головки, у которых профилирующие точки резцов расположены на окружностях с одинаковыми радиусами, равными номинальному радиусу Rном, который удовлетворяет следующей зависимости:

где Ra - радиус арки зуба, α - угол зацепления, b - ширина зубчатого венца.

Это не позволяет изготавливать зубчатые колеса с продольной модификацией зубьев. Отсутствие продольной модификации зубьев не позволяет компенсировать неизбежные погрешности изготовления зубчатых колес, валов, корпусов редукторов, погрешности их сборки, а также температурные деформации и деформации, вызванные воздействием передаваемых нагрузок. В результате, при наличии одного или нескольких из перечисленных факторов такие зубчатые колеса могут иметь неправильное расположение пятна контакта на зубьях, что способствует концентрации нагрузки на кромках зубьев и приводит к повышенному износу и преждевременной поломке зубьев. Все это снижает долговечность работы зубчатых передач, в которых используются такие зубчатые колеса.

Предлагаемое изобретение направлено на повышение долговечности работы зубчатых передач, в которых используются цилиндрические зубчатые колеса с арочными зубьями.

Для решения этой задачи в способе изготовления арочных зубьев цилиндрических зубчатых колес, включающем последовательную обработку вогнутых и выпуклых боковых сторон зубьев при помощи резцовой головки, которая вращается вокруг своей оси, расположенной в плоскости симметрии зубчатого венца, и снабжена резцами, главные режущие кромки которых расположены параллельно оси вращения головки, а профилирующие точки находятся на главных режущих кромках и расположены на одной окружности в плоскости, перпендикулярной оси вращения головки, при этом обработка как вогнутой, так и выпуклой боковой стороны каждого зуба включает в себя обработку эвольвентной поверхности, во время которой резцовую головку устанавливают таким образом, что профилирующие точки ее резцов расположены в плоскости, касательной к основному цилиндру, зубчатому колесу придают вращательное движение вокруг его оси, а вращающуюся резцовую головку поступательно перемещают в плоскости симметрии зубчатого венца в направлении, перпендикулярном оси вращения головки, с линейной скоростью, равной произведению угловой скорости вращения зубчатого колеса и радиуса основного цилиндра, согласно изобретению, при обработке вогнутых сторон зубьев используют резцовую головку, у которой профилирующие точки резцов расположены на окружности радиусом, равным номинальному радиусу Rном, который удовлетворяет следующей зависимости:

где Ra - радиус арки зуба, α - угол зацепления, b - ширина зубчатого венца, а при обработке выпуклых сторон зубьев используют резцовую головку, у которой профилирующие точки резцов расположены на окружности радиусом Rвып, меньшим Rном и определяемым из следующего уравнения:

где ΔS - глубина продольной модификации поверхности зуба, либо при обработке выпуклых сторон зубьев используют резцовую головку, у которой профилирующие точки резцов расположены на окружности радиусом, равным Rном, а при обработке вогнутых сторон зубьев используют резцовую головку, у которой профилирующие точки резцов расположены на окружности радиусом Rвог, большим Rном и определяемым из следующего уравнения:

либо при обработке выпуклых сторон зубьев используют резцовую головку, у которой профилирующие точки резцов расположены на окружности радиусом Rвып2, меньшим Rном и определяемым из следующего уравнения:

где ΔS1 - глубина продольной модификации выпуклой поверхности зуба, а при обработке вогнутых сторон зубьев используют резцовую головку, у которой профилирующие точки резцов расположены на окружности радиусом Rвог2, большим Rном и определяемым из следующего уравнения:

где ΔS2 - глубина продольной модификации вогнутой поверхности зуба, при этом сумма ΔS1 и ΔS2 равна ΔS.

Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг.1 изображено зубчатое колесо с арочными зубьями, модифицированными в продольном направлении, разрез по плоскости симметрии зубчатого венца; на фиг.2 - разрез А-А по фиг.1 для варианта, когда при обработке вогнутых сторон зубьев используют резцовую головку, у которой профилирующие точки резцов расположены на окружности радиусом Rном, а при обработке выпуклых сторон - на окружности радиусом Rвып; на фиг.3 - разрез А-А по фиг.1 для варианта, когда при обработке выпуклых сторон зубьев используют резцовую головку, у которой профилирующие точки резцов расположены на окружности радиусом Rном, а при обработке вогнутых сторон - на окружности радиусом Rвог; на фиг.4 - разрез А-А по фиг.1 для варианта, когда при обработке выпуклых сторон зубьев используют резцовую головку, у которой профилирующие точки резцов расположены на окружности радиусом Rвып2, а при обработке вогнутых сторон - на окружности радиусом Rвог2; на фиг.5 - схема обработки вогнутых сторон зубьев, модифицированных в продольном направлении, разрез по плоскости симметрии зубчатого венца; на фиг.6 - вид Б по фиг.5; на фиг.7 - схема обработки выпуклых сторон зубьев, модифицированных в продольном направлении, разрез по плоскости симметрии зубчатого венца.

Способ изготовления цилиндрических зубчатых колес с арочными зубьями включает в себя последовательную обработку вогнутых и выпуклых сторон зубьев резцовой головкой 1, которая вращается вокруг своей оси Р. Ось вращения головки расположена в плоскости С симметрии зубчатого венца, перпендикулярной оси G зубчатого колеса 2. Резцовая головка снабжена резцами.

При обработке вогнутых сторон зубьев используют резцовую головку с наружными резцами 3, у которых главная режущая кромка 4 расположена дальше от оси Р вращения головки, чем вспомогательная режущая кромка 5 (см. фиг.5). А при обработке выпуклых сторон зубьев используют резцовую головку с внутренними резцами 6, у которых главная режущая кромка 7 расположена ближе к оси Р вращения головки, чем вспомогательная режущая кромка 8 (см. фиг.7).

Главные режущие кромки 4, 7 резцов расположены параллельно, а торцовые режущие кромки 9, 10 - перпендикулярно оси Р вращения головки. Профилирующие точки S всех резцов головки находятся на главных режущих кромках и расположены на одной окружности в плоскости, перпендикулярной оси Р вращения головки. Когда главная и торцовая режущие кромки пересекаются в точке, профилирующей точкой резца является точка пересечения этих режущих кромок, а когда главная и торцовая режущие кромки сопряжены по радиусу, профилирующей точкой является точка пересечения радиуса сопряжения с главной режущей кромкой.

Для того чтобы иметь возможность использовать одну и ту же резцовую головку для обработки зубчатых колес с разными, но близкими по значению радиусами арки зуба, под крепежные части резцов подкладывают подкладки 11, 12. Это позволяет уменьшить номенклатуру резцовых головок.

Сначала обрабатывают одну боковую сторону всех зубьев, например вогнутую, а затем - другую боковую сторону всех зубьев, например выпуклую.

Обработка как вогнутой, так и выпуклой боковой стороны каждого зуба включает в себя обработку эвольвентной поверхности, расположенной выше основного цилиндра. Диаметр основного цилиндра db=m·z·cosα, где α - угол зацепления зубчатой передачи, m - модуль зацепления, z - число зубьев. Радиус основного цилиндра rb=db/2. Диаметр делительного цилиндра d=m·z.

При обработке эвольвентной поверхности резцовую головку устанавливают таким образом, что профилирующие точки S ее резцов располагаются в плоскости Н, касательной к основному цилиндру. Зубчатому колесу придают вращательное движение вокруг его оси, а вращающуюся резцовую головку поступательно перемещают в плоскости С симметрии зубчатого венца в направлении, перпендикулярном оси Р вращения головки, с линейной скоростью V, равной произведению угловой скорости ω вращательного движения зубчатого колеса на радиус основного цилиндра rb.

При обработке эвольвентных поверхностей вогнутых сторон зубьев зубчатое колесо вращают против часовой стрелки, а вращающуюся резцовую головку перемещают справа налево (см. фиг.5).

После обработки вогнутой стороны одного зуба поворачивают зубчатое колесо на угол 360°/z, после чего обрабатывают вогнутую сторону соседнего зуба. Так последовательно обрабатывают вогнутые стороны всех зубьев.

После обработки вогнутых сторон всех зубьев переходят к обработке выпуклых сторон зубьев. При обработке эвольвентных поверхностей выпуклых сторон зубьев зубчатое колесо вращают по часовой стрелке, а резцовую головку перемещают слева направо (см. фиг.7).

Можно изготовить три вида арочных зубьев, модифицированных в продольном направлении.

В первом случае модифицируют выпуклые поверхности зубьев (см. фиг.2). Для этого при обработке вогнутых сторон зубьев используют резцовую головку, у которой профилирующие точки резцов расположены на окружности радиусом, равным номинальному радиусу Рном, который удовлетворяет следующей зависимости:

где Ra - радиус арки зуба, α - угол зацепления, b - ширина зубчатого венца, а при обработке выпуклых сторон зубьев используют резцовую головку, у которой профилирующие точки резцов расположены на окружности радиусом Rвып, меньшим Rном и определяемым из следующего уравнения:

где ΔS - глубина продольной модификаций поверхности зуба.

Во втором случае модифицируют вогнутые поверхности зубьев (см. фиг.З). Для этого при обработке выпуклых сторон зубьев используют резцовую головку, у которой профилирующие точки резцов расположены на окружности радиусом, равным Rном, а при обработке вогнутых сторон зубьев используют резцовую головку, у которой профилирующие точки резцов расположены на окружности радиусом Rвог, большим Rном и определяемым из следующего уравнения:

В третьем случае модифицируют как вогнутые, так и выпуклые поверхности зубьев (см. фиг.4). В этом случае при обработке выпуклых сторон зубьев используют резцовую головку, у которой профилирующие точки резцов расположены на окружности радиусом Rвып2, меньшим Rном и определяемым из следующего уравнения:

где ΔS1 - глубина продольной модификации выпуклой поверхности зуба, а при обработке вогнутых сторон зубьев используют резцовую головку, у которой профилирующие точки резцов расположены на окружности радиусом Rвог2, большим Rном и определяемым из следующего уравнения:

где ΔS2 - глубина продольной модификации вогнутой поверхности зуба. При этом сумма ΔS1 и ΔS2 равна ΔS.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет изготавливать зубчатые колеса с арочными зубьями, модифицированными в продольном направлении. За счет этого достигается правильное расположение пятна контакта на зубьях. Это позволяет повысить долговечность работы зубчатых передач, в которых используются такие зубчатые колеса.

Способ изготовления арочных зубьев цилиндрических зубчатых колес, включающий последовательную обработку вогнутых и выпуклых боковых сторон зубьев при помощи резцовых головок, которые вращают вокруг своей оси, расположенной в плоскости симметрии зубчатого венца, и снабжают резцами, главные режущие кромки которых расположены параллельно оси вращения головки, а профилирующие точки находятся на главных режущих кромках и расположены на одной окружности в плоскости, перпендикулярной оси вращения головки, при этом обработка как вогнутой, так и выпуклой боковой стороны каждого зуба включает в себя обработку эвольвентной поверхности, во время которой соответствующую резцовую головку устанавливают таким образом, что профилирующие точки ее резцов расположены в плоскости, касательной к основному цилиндру, затем зубчатому колесу придают вращательное движение вокруг его оси, а вращающуюся резцовую головку поступательно перемещают в плоскости симметрии зубчатого венца в направлении, перпендикулярном оси вращения головки, с линейной скоростью, равной произведению угловой скорости вращения зубчатого колеса на радиус основного цилиндра, отличающийся тем, что при обработке вогнутых сторон зубьев используют резцовую головку, у которой профилирующие точки резцов расположены на окружности радиусом, равным номинальному радиусу Rном, который удовлетворяет следующей зависимости:
,
где Ra - радиус арки зуба, α - угол зацепления, b - ширина зубчатого венца, а при обработке выпуклых сторон зубьев используют резцовую головку, у которой профилирующие точки резцов расположены на окружности радиусом Rвып, меньшим Rном и определяемым из следующего уравнения:
,
где ΔS - глубина продольной модификации поверхности зуба, либо при обработке выпуклых сторон зубьев используют резцовую головку, у которой профилирующие точки резцов расположены на окружности радиусом, равным Rном, а при обработке вогнутых сторон зубьев используют резцовую головку, у которой профилирующие точки резцов расположены на окружности радиусом Rвог, большим Rном и определяемым из следующего уравнения:
,
либо при обработке выпуклых сторон зубьев используют резцовую головку, у которой профилирующие точки резцов расположены на окружности радиусом Rвып2, меньшим Rном и определяемым из следующего уравнения:
,
где ΔS1 - глубина продольной модификации выпуклой поверхности зуба, а при обработке вогнутых сторон зубьев используют резцовую головку, у которой профилирующие точки резцов расположены на окружности радиусом Rвог2, большим Rном и определяемым из следующего уравнения:
,
где ΔS2 - глубина продольной модификации вогнутой поверхности зуба, при этом сумма ΔS1 и ΔS2 равна ΔS.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области машиностроения, обработке резанием. .

Изобретение относится к области обработки материалов резанием, изготовлению конических зубчатых колес. .

Изобретение относится к способам изготовления цилиндрических зубчатых колес с зубьями, имеющими арочный продольный профиль, эвольвентный поперечный профиль и постоянную толщину во всех поперечных сечениях, и может быть использовано при обработке зубчатых колес, у которых диаметр основного цилиндра больше диаметра цилиндра впадин

Способ изготовления конической шестерни осуществляют с помощью рабочего инструмента, выполненного с возможностью приведения во взаимодействие с заготовкой и с возможностью вращения вокруг оси инструмента металлорежущего станка, имеющего множество осей станка, причем указанный станок выполнен в виде металлорежущего станка с ЧПУ для изготовления конических шестерен свободной формы или фрезерного станка с ЧПУ для обработки по пяти осям. Определяют положения настроек станка для изготовления шестерни и положение центра инструмента, затем изменяют положение инструмента из положения центра инструмента в смещенное положение инструмента, так что ось инструмента совмещена с центральной линией исходного профиля изготавливаемой впадины зуба или расположена под углом к этой линии. Вращают инструмент и вводят его в контакт с заготовкой, затем выполняют относительное перемещение между инструментом и заготовкой для перемещения инструмента по ширине поверхности заготовки посредством множества проходов для последовательного формирования впадины зуба, при этом инструмент следует по дуге окружности при каждом проходе. Технический результат: расширение технологических возможностей за счет возможности изготовления большой конической шестерни на относительно небольшом станке с высокой точностью. 12 з.п. ф-лы, 14 ил.

Изобретение относится к зубчатым передачам и способам их изготовления. Цилиндрическая зубчатая передача внешнего зацепления состоит из двух цилиндрических колес (1, 2) с параллельными осями и с зубьями, имеющими эвольвентные профили в сечениях, перпендикулярных оси вращения колеса, одинаковую окружную толщину по всей длине зуба и продольные линии в виде дуг окружностей одного диаметра, центры которых расположены в одной плоскости, перпендикулярной оси вращения колеса и смещенной в продольном направлении относительно плоскости, перпендикулярной оси вращения колеса и проходящей через середину зубчатого венца. Приведена формула для вычисления величины смещения плоскости, в которой расположены центры окружностей. Изготовление зубчатых колес таких передач осуществляют при помощи резцовой головки, которую перед началом обработки эвольвентной поверхности каждого зуба устанавливают таким образом, чтобы ось ее вращения находилась в плоскости, перпендикулярной оси вращения колеса и смещенной относительно плоскости, перпендикулярной оси вращения колеса и проходящей через середину зубчатого венца, на величину, определяемую по приведенной формуле. Изобретение направлено на расширение области использования таких передач. 2 н.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области обработки металлов резанием и может быть использовано в производстве цилиндрических зубчатых колес. Способ осуществляют инструментом чашечной формы в условиях обката заготовки шестерни по производящему колесу. Оси симметрии производящих контуров, формирующих выпуклые и вогнутые стороны зубьев шестерни, расположенные под углом к оси симметрии впадины производящего колеса, пересекают ось производящего колеса. Ось вращения инструмента располагают параллельно оси симметрии впадины производящего колеса и скрещивают с осью производящего колеса под прямым углом. Зубья парного колеса формируют в условиях обката заготовки по производящей рейке, профиль зуба которой совпадает с профилем впадины производящего колеса, формирующего зубья шестерни, при касании начальной плоскости производящей рейки и начального цилиндра производящего колеса. В результате обеспечивается расширение технологических возможностей за счет локализации зоны касания зубьев в рабочем зацеплении. 1 ил.
Наверх