Геликоидальный винт зубчатого зацепления

(19) (11) ч ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ 6, с с Н ПАТЕНТУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРИТИЙ(54) (57) ГЕЛИКОИДАЛЬНЫЙ ВИНТ ЗУБЧА,ТОГО ЗАЦЕПЛЕНИЯ, содержащий цнлинд( ( с сс с (/с//(с (с с зс с/ рический вал диаметром ф , разделенный канавкой на два участка срезьбой противоположного направления с шагом Р и ( соотношением1/8 Ф й Р 3/8 ф, глубиной Т и соотношением 1/8 4 й Т3/8 Фо т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью упрощения изготовления винта, сохраняя при этом его высокиемеханические характерйстики, канавка выполнена глубиной по меньшеймере равной 1/2 Т и шириной поменьшей мере равной 0,15,Изобретение относится к автомобилестроению, а именно к моторедук-торам стеклоочистителя, и касается геликоидального винта зубчатой передачи, состоящего из двух отрез ков с резьбой противоположного направления.Известно устройство зубчатой передачи, включающее в себя неподвижные относительно друг друга ведущий вал и ведомый вал, причем один из валов имеет два червяка с резьбой алгебраически различного шага и связан с другим валом посредством двух различных кинематических дорожек зубчатой передачи, каждая из которых включает в себя один из двух упомянутых червяков, Валы, имеющие два смежных отрезка с геликоидальной резьбой, направленной в проти- Ж поволожные стороны, нарезают на токарном станке и, поскольку необходимая для винта зубчатой передачи глубина резьбы значительна, осуществляют нарезание несколькими последовательными проходами режущего инструмента токарного станка. У такого винта зубчатой передачи внешний диаметр определяется, с одной стороны глубиной резьбы, необ- ЗО ходимой для хорошего сцепления со связанными с винтом шестернями, с другой стороны, диаметром части, расположенной по соседству с осью который определяется величиной пере- д даваемого усилия. Длина отрезков вин-. та, подлежащих нарезке на исходном цилиндрическом валу, определяется необходимостью обеспечить хорошее сцепление между резьбой винта и свя О занными с ним шестернями, но, поскольку трансмиссия между входным и выходным валами осуществляется при помощи двух различных кинемати- ческих дорожек, одна из кинемати чеакйх дорожек включает в себя промежуточнуюшестерню относительно большого диаметра, причем диаметр этой промежуточной шестерни тем больше, чем больше расстояние 50 между двумя отрезками геликоидального винта с противоположно направленной резьбой на цилиндрическом валу, из которого изготавливается винт. Из этого следует, что для 55 уменьшения размеров передачи, в которой применяется такой геликоидаль,ный винт, предпочтительно максимально приблизить друг к другу два отрезка винта, несомых одним валом.Также известно, что при нарезании резьбы геликоидального винта на токарном станке геликоидальный винтнаходится в постоянном вращении, а режущий инструмент станка осуществляет последовательные проходы для получения резьбы желаемой глубины, В случае глубокой резьбы приходится делать больше проходов и в начале каждого прохода резец подводится снаружи в направлении к оси обрабатываемого вала. При подводке резца следует избегать ударов его об обрабатываемый вал какой-либо частью, кроме режущей кромки, Для уменьшения риска вреза резца увеличивают задний угол резца. Но посколь - ку передний угол резца определяется скоростью резания, природой обрабатываемого материала и характеристиками резца, а угол режущей кромки резца должен быть возможно большим во избежание чрезмерного уменьшения прочности, задний угол резца не может изменяться в широких пределах и имеет всегдаовеличину порядка 6 . Таким образом, во избежание вреза резца управляют его перемещением в зависимости от вращения обрабатываемого вала так, чтобы резец описывал относительно вала траекторию в форме левой кривой. В плоскости, перпендикулярной оси обрабатываемого вала, эта левая кривая имеет проекцию в форме спиральной дуги, а в плоскости, проходящей через ось обрабатываемого вала, она имеет проекцию, образующую сегмент кривой, концы которого определяют хорду, образующую острый угол с осью обрабатываемого вала. Таким образом, подводка резца осуществляется путем перемещения резца в направлении оси обрабатываемого вала (и в направлении хода резьбы) при одновременном его приближении к оси обрабатываемого вала. Подводка должна осуществляться тем более осторожно, чем ближе резец к оси обрабатываемого вала, т.е. когда траектория подводки определяется для последней фазы нарезания резьбы. Другими словами, траектория подводки резца одинакова для всех проходов,но определяется она в зависимости от последнего прохода,35 Из в ест ен г ели коидал ьный, винтзубчатого зацепления, содержащийдва разделенных канавкой участка срезьбой противоположного направле. ния с шагом на цилиндрическом валу диаметром ф и соотношениемшага 1/8Р3/8 ф , глубиной Т с соотношением 1/8 Т/8 ф 1,Как указывалось выше, для зубчатой передачи желательно максимально 10сблизить смежные концы двух отрез-ков с резьбой противоположногонаправления, образующих геликоидальный винт зубчатой передачи. Если после нарезания резьбы на первом отрез в 15ке винта начинают нареэание резьбына втором отрезке так, чтобы двасмежных конца обоих отрезков былирасположены в одной плоскости, пер.пендикулярной оси обрабатываемого 20вала, оказывается, что при перемещении к второму отрезку резец встречает на своем пути ранее нарезаннуюрезьбу на первом отрезке, в результате чего он подвергается ударам, 25быстро выводящим его из строя. Воизбежание этого можно отдалить другот друга соседние концы двух смежных отрезков геликоидального винта,но тогда размеры зубчатой передачи,в которой используется этот винт,и, следовательно, себестоимостьвсего устройства зубчатой передачиувеличиваются. Таким образом, еслижелают уменьшить себестоимость,уменьшая размеры зубчатой передачи,быстро выводят из строя резец и увеличивают стоимость изготовления, вто время как конструкция токарно-;го станка выбирается с .тем,чтобы уменьшить эту стоимость, еслиже избегают увеличения стоимостиизготовления, обеспечивая продолжительный срок службы режущего инструмента, увеличиваются размеры передачи и, следовательно, стоимостьматериала, идущего на ее изготовление.Целью изобретения являетсяупрощение изготовления винта при 50сохранении его высоких механическиххарактеристик.Поставленная цель достигаетсятем, что в геликоидальном винтезубчатого зацепления, содеРжащемцилиндрический вал диаметром фразделенный канавкой на два учаЬткас резьбой пр,отивоположного направления с шагом Р и соотношением1/8- Р3/8, глубиной Ти соотношением 1/8 фТ с 3/8 4канавка выполнена глубиной по меньшей мере равной 1/2 Т и ширинойпо меньшей мере равной 0,15 Р,В соответствии с изобретением предусматривается разделение винта двумя отрезками с геликоидальной резьбой противоположных направлений при помощи канавки, выполняемой на обрабатываемом валу до начала операции нарезания резьбы на двух отрезках. Таким образом, траектории подводки режущего инструмента для обработки первого и второго отрезков попадают в эту канавку и режущий инструмент не ударяется о резьбу на первом отрезке при подводке для нарезания резьбы на втором отрезке. Кроме того, в зависимости от избранной траектории подводки резца ширина канавки может быть относительно небольшой, что позволяет сблизить два отрезка винта больше, чем когда добавляют на концах мертвые зоны, необходимые для подводки резца при нареэании резьбы на каждом иэ отрезков, Наконец, глубина канавки может быть меньше глубины резьбы: достаточно, чтобы через эту канавку проходили траектории подводки инструмента для нарезания резьбы на обоих отрезках; это позволяет улучшить прочность вала на участке между двумя отрезками с резьбой. Таким образом, изобретение одновременно дает, возможность избежать увеличения стоимости изготовления, способствуя увеличению срока службырежущего инструмента, и избежатьувеличения стоимости материала,способствуя сближению двух отрезковс резьбой, выполняемых на одноми том же валу.Винт изготавливается за несколь-, ко проходов режущего инструмента, подводка которого в начале .прохода осуществляется в зоне, находящейся между двумя отрезками, До начала операции нарезания резьбы на участке, разделяющем два отрезка, выполняется канавка, глубина которой равна по меньшей мере половине глубины резьбы, а ширина равна по меньшей мере 0,15 Р , причем РЗаказ 4449/56 Тираж 1086 ПодгисноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент",г. Ужгород, ул, Проектная, 4 самый большой осевой шаг двух отрез. кон винта,Канавка предпочтительно имеет профиль прямого треугольного сечения или сечения в форме дуги. Шаг противоположно направленной резьбы на двух отрезках одинаков, а канавка симметрична относительно плоскости симметрии обоих отрезков винта. На обоих отрезках винта имеется несколько витков резьбы, причем количество витков одинаково на каждом отрезке. Ширина канавки меньше двойного осевого шага резьбы, одинакового для обоих отрезков. Осевой шагудовлетворяет уравнению/8 ь Р с Зфв, где ф в . ниеш - ний диаметр обрабатываемого цилиндрического нала. Резьба на обоих отрезках винта имеет глубину Т которая удовлетворяет уравнению /8 сс Т с Зф/8, гдеимеет указанное значение. На чертеже представлен геликои 25. дальный винт зубчатой передачи,общий вид. Предлагаемьй винт изготавливаютиз цилиндрического вала 1, имеющегодиаметр, например, 8 мм. Геликоидальный винт состоит из двух отрезков 2 и 3, причем отрезок 2 имеет левую резьбу, а отрезок 3 - правую резьбу. Каждьй из отрезков 2и 3 образован двумя нитками, шаг35каждой нитки равен, например, 5,2 мм,Осевой шаг, т.е. расстояние междудвумя последовательными лопастямина образующей, равен, следовательно,2,6 мм, Два отрезка 2 и 3 отделеныодин от другого канавкой 4, поперечное сечение которой имеет приблизительно профиль дуги окружности.Срединная плоскость канавки 4,представленная иа чертеже штрих-пукктирной линией 5, является плоскостьюсимметрии как самой канавки 4,так и обоих отрезков 2 и 3 геликоидального винта,Глубина канавка 4 н плоскости 5составляет, например, 1,2 мм, аширина ее, измеренная параллельнооси нала 1, равна 4 мм. Глубинарезьбы, нарезанной на отрезках 2и 3, составляет 1,8 мм.Обработка вала 1 осуществляется ка многошпиндельком токарном станке н следующей последовательности: выполняют канавку 4, зятем последовательными проходами режущего икструмента выполняют резьбу на отрезке 2 и, наконец, последовательными проходами режущего инструмента выполняют резьбу ка отрезке 3, Вал 1 изготовлен лз полутнердой стали, резец представляет собой резец из твердого сплава, угол резанияокоторого разек б, задний угол такоже ранен б . В процессе обработки нал 1 приводится н постоянное вращение, Траектория подводки ,езца от внешнего диаметра до внутреннего диаметра резьбы представляет собой левую криную, проекция которой ка плоскост и;рпекдикулярную оси нала 1, имеет форму спирали, идущей ка 24 О ., а проекцип на плоскость, проходящую через ось,. предстаэляет ссбой дугу, имеющую проекци э на ось длиной 3,5 мм,При соблюдении укаэанных условий карезание резьбы ка отрезках 2 и 3 происходит без ударов режущего инструмента о резьбу на отрезке 2 во время его подведения для нарезки резьбы на отрезке 3. Таким образом, получено снижение стоимости производства, поскольку деталь иэготанливается экономичным способом ка многошпикдельном токарном станке без повреждения режущего инструмента. Кроме того, малая ширинаканавки 4 дает возможность уменьшить размеры всего узла из отрезкон 2 и 3 и, следовательно, уменьшить размеры всего устройства, нкотором используется вал 1 после на,резания на кем резьбы.