Устройство для размерной термомеханической обработки зубчатых колес

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПБЛИК 124419 О 9) 8 д 1 4 С 21 1) 8/00 НИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ОПИСАНИЕ ИЗОБР Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СССР У 927400, кл. В 21 Н 5/02, 1982,Авторское свидетельство СССР У 1161572, кл, С 21 Э 8/00, 1983. (54)(57) 1, УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗМЕРНОЙ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС, содержащее станину с направляющими, на которых смонтированы корпуса с параллельными валами ней сущими несколько рядов накатников, и свободно установленные на них эксцентриковые втулки с механизмом поворота, связанным с системой контроля обрабатываемого колеса, индукторы, спрейеры, оправку с синхронизирующими шестернями и механизм осевого перемещения оправки, о т л ич а ю ещ е с я тем, что, с целью повышения качества обработки зубчатых колес, устройство снабжено установленным на станине тормозом, а накатники первого и последне го рядов жестко закреплены на валах, накатники среднего ряда установлены на эксцентриковых втулках и один из накатников среднего ряда кинематически связан с тормозом.2. Устройство по п, 1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что ось оправ отли с ки установлена к горизонтальной плоскости под углом, не превышающим 15Изобретение относится к термсмеханической обработке и может использоваться для изготовления зубчатыхколес,Цепь изобретения - повышение качества обработки зубчатых колес.Поставленная цель достигается тем,что, устройство для термомеханической обработки зубчатых колес, содержащее станину с направляюшими, накоторых смонтированы корпуса с параллельными валами, несущими накатники, и свободно установленные на них эксцентриковые втулки с механизмом поворота, связанным с системой контро ля обрабатываемого колеса, индукторы, спрейеры, справку с синхронизирующими шестернями и механизм осево-. го перемещения оправки, снабжено установленными на станине тормозом, 2 О а накатники первого и последнего рядов жестко закреплены на эксцентриковых втулках, а один из накатников среднего ряда кипематически связанс тормозом.Кроме того, ось оправки установлена относительно горизонтальной плоскости под углом, не превышающим 15На Фиг. 1 изображено .устройство, Зо продольный разрез; на Фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.Устройство для термической обработки зубчатых колес содержит станину 1,.на направляющих 2 которых смонтированы три корпуса 3 с параллельными валами 4, несущими накатники 5 7, привод вращения валов 8, эксцентриковые втулки 9, свободно установленные на валах 4, привод поворота 10 и втулок 9, систему нагрева 11, систему закалки 12, систему контроля 13 размеров зубчатого колеса и оправ" ку 14 с. передней 15 и задней 16 синхронизирующими шестернями и механизм осевого перемещения 17 оправки 14.Накатники размещены на валах 4 втри ряда. Накатники 7 второго ряда закреплены на эксцентриковых втулках 9 и имеют возможность радиальных .4 перемещений Б . Все накатники представляют точные зубчатые колеса, изготовленные из высокапрочных и тепло- стойких сталей имеющие соответствующие размеры. Размеры накатников 5 55 первого ряда выполнены так, чтобы они формировали окончательно зону Аереходной кривой окружности впадин и предварительно окружность выступов обрабатываемого зубчатого колеса. Размеры накатников 7 второго ряда окончательно формируют окружность выступов и предварительно эвольвентный профиль зубьев, Размеры накатников 6 тре гьего ряда Формируют окончательный профиль зубьев и окончательно делительную окружность обрабатываемого зубчатогс колеса.Размеры накатников учитывают нагрев заготовки колеса: накатники 5 первого ряда - нагрев поверхности колеса до 900-1000 С, накатники втоо рого ряда колеса до 500-600 С, накатники третьего ряда - нагрев поо верхности колеса до 50-90 С.На эксцентриковых втулках 9 выполнены зубчатые венцы 8, с помощью котсрых можно поворачивать эксцентриковые втулки 9 относительно валов 4. Зубчатые венцы 18 концентричны валам 4. На одном из накатников 7 второго ряда закреплены звездочка 19, связанная цепью 20 со звездочкой 21 и тормозом 22, выполненным н виде, например, электродвигателя, установленного на станине 1.Привод вращения 8 валов 4 содержит карданы 23, связанные шарнирно с приводными шестернями 24, колесо 25, имеющее внутренний и наружный зубчатые венцы, и шестерню 26, соединенную с электродвигателем 27.Механизм поворота 10 эксцентриковых втулок 9 включает зубчатый венец 28, шестерню 29 и электродвигатель 30. На зубчатом венце 28 зубья нарезаны на внутренней и внешней сторонах. Механизм поворота 1 О эксдентряковых птулок 9 может быть выполнен в виде гидроцилиндра.Система нагрева 11 заготовок зубчатых колес включает основной индуктср 31 и вспомогательный индуктор 32, связанные через реле времени с генератором ТВЧ (не показан). Система закалки 12 включает два сг.рейера 33 и 34, подключенные через трубсгроводы к водяному насосу (не показано), Спрейер 33 имеет отводь". 35 и 36 для подачи,закалочной жидкости межцу накатниками 7 второго ряВ систему контроля 13 колеса входят измерительное колесо 37 связанное через преобразователь-усилитель38 с электродвигателем 30 механизма поворота 1 О эксцентриковых втулок 9.Передний 15 и задний 16 синхронизирующие шестерни установлены на оправке 14 с помощью шпонок так, чтобы зубья и впадины шестерен переднего 39 и заднего 40 гидроцилиндров совпадали с центрами 41. Гидроцилиндры 39 и 42 закреплены на станине 1.Для настройки на обработку зубча тых колес разных диаметров корпуса 3 имеют возможность перемещения по направляющим 2 от винта 42 и жестко крепятся болтами 43 к станине 1.Устройство работает следующим об разом.На оправку 14 набирают пакет заготовок колес 44 соответствующего диаметра. Пакет закрепляют между передней 15 и задней 16 синхронизирую щими шестернями. Оправку 14 с пакетом заготовок 44 и синхронизирующими шестернями 15 и 16 устанавливают в центре 41 переднего 39 и заднего 42 гидроцилиндров так, чтобы передняя 25 синхронизирующая шестерня 15 находилась в зацеплении с набором накатников 5, 7 и 6 первого, второго и третьего рядов, Зацепление накатников 7 второго ряда с передней шестерней 15 осуществляют механизмом поворота 10 эксцентриковых втулок 9 путем поворота втулок 9 через зубчатые венцы 19 и 28 и шестерню 29 электродвигателем 3035Включают привод вращения 8 валов 4. При включении электродвигателя 27 привода вращение от него передается через шестерню 26, колесо 15, приводные шестерни 24, карданы 23 на валы 4. Вращаясь, валы 4 передают движение накатникам 5 первого ряда и накатникам 6 третьего ряда. Накатники 5 и 6 первого ряда и третьего ряда вращают переднюю 45 синхронизирующую шестерню 15, а она в свою очередь передает вращение накатникам второго ряда 7 и оправке 14 с пакетом заготовок 44. Вместе с одним из накатников 7 второго ряда вращается звездочка 19 и через цепь 20 звездочка 21 и тормоз 22.Подают напряжение на основной индуктор 31 от генератора ТВЧ (система нагрева) и закалочную жидкость 55 от водяного насоса к спрейерам 33 и 34 системы закалки 12. Магнитное поле, создаваемое индуктором 31,разогревает поверхностный слой заготовок колес 44 до температурыо1000 С. Включают механизм осевого перемещения 17 оправки 14, который перемещает пакет заготовок колес 44 с подачей Б. Величина подачи Б выбирается такой, чтобы основной индуктор 31 подогревал поверхностный слой заготовки до 1000 С на глубину 3 т, где ш - модуль накатываемых колес. Гидроцилиндры 39 и 40 перемешают оправку 14 и вводят первую разогретую заготовку колес 44 в зацеплейие с заборным корпусом накатников 5 первого ряда, которые деформируют заготовки колес 44. После прохождения заборного конуса накатника 5 первого ряда окончательно формируют зону переходной кривой и окружность впадин колес 44.На выходе из накатников 5 первого ряда темп;ратура колеса 44 сникав ется и если она стала меньше 900 С, колеса 44 подогревают вспомогательным индуктором 32 до 900 С, который включается через реле времени. Двигаясь с подачей Б, зубчатая оправка 14 вводит в зацепление с колесами 44 накатники 7 второго ряда. Вращение накатникам 7 второго ряда после выхода из зацепления с ними передней синхронизирующей шестерни 5 будут передавать колеса 44. При деформации впадины зуба накатниками 5 первого ряда ведущими элементами являлись накатники, а ведомыми - колеса 44. В процессе накатки колес между ведомым и ведущим профилями зуба накатываемого колеса получаются отклонения, в. связи с разными условиями пластической деформации. Для выравнивания профилей зуба колеса 44 накатники 7 второго ряда сделали ведомыми при ведущем колесе 44. Величину крутящего момента передаваемым колесам 44, задают тормозом 22. В результате создания одинаковых условий пластической деформации разных профилей зуба повышается точность колес 44. За счет радиальной установки накатников 7 второго ряда относительно колеса 44 окончательно формируют окружность выступов и предварительно эвольвентный профиль и делительную окружность. Одновременно с пластической деформацией накатниками 7 осуществляют закалку колеса 44 жидкостью, которую124415подают от водяного насоса через спрейер 33. В процессе фазовых прев ращений металл колеса 44 сохраняет свою пластичность, что позволяет вести деформирование профиля зуба,Перемещаясь с подачей Б, правка 14 вводит колесо 44 в зону действия спрейера 34, который снижает температуру колеса и продолжает переводить аустенит в мартенсит, Двигаясь дальше с подачей Б, колесо 44 входит в зацепление с накатниками 6 третьего ряда, где заканчивается процесс формирования профиля зуба и достигается окончательный размер делитель; ной окружности колеса 44. Процесс поверхностной пластической деформации в зоне действия накатников 6 третьего ряда идет эа счет использования кинетической платичности мартенсита,Длина пакета колес 44 вь 1 бирается такой, чтобы перед выходом передней синхронизирующей шестерни 1 К иэ зацепления с накатниками 6 третьего 2 ряда в зацепление с накатниками К первого ряда вошла задняя синхронизирующая шестерня 16.На выходе накатников 6 третьего ряда измеряют колеса 44 с помощью зО измерительного колеса 37 системы контроля, Для плавного:входа измерительного колеса 29 в зацепление с колесом 44 предусмотрен синхронизатор (не показан). Когда измерительное колесо 37 находится на расчетном делительном диаметре колеса 44, ток от преобразователя-усилителя 38 равен нулю. При отклонении действительного размера делительной окруж- д 11 ности колеса 44 от расчетной измерительное колесо 37 удаляется или при 6ближается к оПравке 14 и преобразо .ватель усилитель 38 выдает разноименные сигналы, Разноименные сигналына электродвигатель 30, который взависимости от сигнала вращает шестерню 29 в одну или другую сторону.При вращении шестерни 29 поворачиваются зубчатые венцы 18, 28 и эксцентриковые втулки 9, которые перемещают накатники 7 второго ряда срадиальной подачей Бр к оправке 14или от нее. Перемещением накатников 7 с подачей БР достигается уменьшение разницы действительного и рас.четного делительных диаметров колеса 44, и повьшается его точность,ри подхопе задней синхронизирующей шестерни 16 к основному индуктору 31 его выключают, а когда шестерня 16 подойдет к вспомогательномуиндуктору 32, - включают генераторцу,Заканчивают цикл обработки привыходе пакета зубчатых колес 44 иэнакатников 6 третьего ряда.Для изготовления зубчатых колесразных диаметров отпускают болты 43и, ,вращая винты 42, перемещают корпус 3 по направляющим 2 станины 1на требуемый диаметр, после чегофиксируют корпуса 3 болтами 43,Чтобы исключить попадание закалочной жидкости в зону работы накатников К первого ряда, ось оправки 14и центров 41 наклоняют к горизонтальной плоскости на угол , величина которого не превышает 1 К ф.Использование устройства позволяет т:овысить точность зубчатых колес за счет создания одинаковых условий деформации ра.зноименных прогоилей зуба