Устройство для обкатки зубчатых колес

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 18043 19) ПО ф)5 В 21 Н 5/00 ЗО ОПИС ЕТЕНИ ф .ар./ ТЕНТ(56) Патент Швейцарии М 62710кл. В 21 Н 5/02, опублик, 1981,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБКАТК ТЫХ КОЛЕС(57) Использование: обработка давлением, в частности изготовл лей машин, например зубчатых к ройство для обкатки зубчат содержит основание, три установ основании с возможностью вра руг своих осей равномодульных к трумента, хотя бы одно из установлено с возможностью сое приводом. Согласно изобретени зубчатых колес-инструментов уста ЗУБЧ Изобретение относится к области изготовления деталей машин, в частности зубчатых колес, и может быть использовано в машино- и станкостроении для окончательной обработки шестерен,Цель изобретения - повышение качества и производительности обкатки за счет воэможности обкатки одновременно трех зубчатых колес-заготовок радиуса й.Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для обкатки зубчатых колес, содержащем опору, три установленных на опоре с возможностью вращения вокруг своих осей равномодульных зубчатых колеса-инструмента, хотя бы одно из которых установлено с возможностью соединения с приводом, согласно изобретению одно из зубчатых колес-инструментов установлено( ) Ы о ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) металлов ение детаолес. Устых колес ленных на щения вок- олеса-инскоторых динения с ю одно из новлено в ползуне таким образом, что через его ось проходит расположенный в плоскости размещения колес-инструментов средний перпендикуляр отрезка, перпендикулярного к осям каждого из двух других зубчатых колес- инструментов. Ползун установлен в опоре с возможностью перемещения в направлении, параллельном среднему перпендикуляру, и связан с силовым блоком создания силы в направлении возможного перемещения ползуна. Два других зубчатых колеса-инструмента расположены в опоре на расстоянии между их осями, равном 2(В+ г) зп 20-2(В+ г) зп 45, где г - радиус зубчатого колеса-инструмента; В - радиус обрабатываемого колеса. В устройстве предусмотрены ограничители вертикального и горизонтального перемещения обрабатываемых колес. 5 ил,в ползуне таким образом, что через его ось проходит расположенный в плоскости размещения колес-инструментов средний перпендикуляр отрезка, перпендикулярного к осям каждого из двух других зубчатых колес- инструментов, а ползун установлен в опоре с возможностью перемещения в направлении, параллельном среднему перпендикуляру и связан с силовым блоком для создания силы в направлении возможного перемещения ползуна, причем два других зубчатых колеса-инструмента расположены в опоре на расстоянии между их осями, равном 2(К + г) зп 20-2(В + г) я 45, где г - радиус зубчатого колеса-инструмента,В предпочтительном варианте выполнения устройства в качестве блока для создания силы в направлении возможногоперемещения ползуна оно содержит установленный на опоре пневмоцилиндр.Как будет показано ниже, указанные выше (для общего варианта выполнения устройства) признаки являются необходимыми 5и достаточными для достижения цели изобретения. В процессе работы обеспечивается необходимое силовое замыкание всехзубчатых колес, исключающее выпаданиеколес-заготовок из системы при нормаль- "0ных условиях ее работы,Вместе с тем, в процессе обработки между зубьями колес-инструментов и заготовокможет оказаться кусок металла, окалины идрчто приведет к выводу обрабатываемых 15заготовок из зацепления, их вылету из устройства и травме обслуживающего персонала,Поэтому в предпочтительном вариантевыполнения устройства (для получения дополнительного положительного эффекта -повышения безопасности работы устройства) устройство содержит скобы-ограничителивозможного вертикального перемещения обрабатываемого зубчатого колеса, связанныес опорой с возможностью расположения ограничивающих элементов над местами возможного расположения обрабатываемыхзубчатых колес,В качестве скоб-ограничителей могут 30быть использованы скобы любой конфигурации, Их связь с опорой может быть жесткой и шарнирной. В предпочтительномварианте они в рабочем состоянии должныбыть расположены в плоскости, параллельной плоскости расположения зубчатых колес-инструментов.С этой же целью устройство может содержать связанные с опорой ограничителивозможного горизонтального перемещения 40обрабатываемых зубчатых колес, установленные за пределами возможного их расположения, выполненные в форме плоскойили изогнутой пластины, Эти пластины желательно устанавливать вертикально по отношению к поверхности опоры.Между нижней поверхностью колес-инструментов и опорой может существоватьзазор, Если расположить колеса-заготовкина поверхности опоры, это приведет к тому, 50что нижняя часть зубьев заготовок окажетсянеобработанной, что приведет к ухудшениюкачества обработки,Поэтому с целью улучшения качестваобработки колес-заготовок устройство в 55предпочтительном варианте его выполнения содержит три опоры для установки зубчатых колес-заготовок,Указанные опоры могут быть выполнены в виде плоских монолитных круглых шайб, жестко связанных с опорой, Минимальная высота таких опор равна величинезазора между нижней поверхностью(т.е. обращенной к опоре поверхностью) зубчатыхколес-инструментов и поверхностью опоры,Максимальная их высота подбирается таким образом, чтобы сумма указанной высоты и толщина шестерни-заготовки непревышала бы расстояния от опоры до верхней поверхности шестерни-инструмента.Предлагаемое устройство предназначено для обкатки прямозубых зубчатых колесс зубьям эвольвентного профиля (огибающая таких зубьев описывается уравнениемэвольвенты).Зубчатые колеса-инструменты должныбыть равноудаленными, Без этого условияневозможна качественная обработка зубчатых колес-заготовок. Хотя бы одно из зубчатых колес-инструментов должно бытьустановлено с возможностью соединения сприводом. Такое соединение необходимодля приведения всей системы колес в движение и совершения процесса обкатки,Согласно изобретению предлагаемоеустройство содержит установленный в опоре ползун. Одно из зубчатых колес-инструментов установлено в ползуне такимобразом, что через его ось проходит расположенный в плоскости размещения колесинструментов срединный перпендикуляротрезка, перпендикулярного к осям каждогоиз двух других зубчатых колес-инструментов. Ползун установлен в опоре с возможностью перемещения в направлении,параллельном среднему перпендикуляру,Установка ползуна, содержащего одноиз зубчатых колес-инструментов, с возможностью перемещения в опоре, необходимадля создания возможности перемещенияуказанного колеса. Перемещение последнего необходимо для установки (снятия) трех .зубчатых колес-заготовок, а также для приложения силы к системе из колес-инструментов и колес-заготовок, необходимой дляих силового замыкания,Исходя из сказанного выше ясно, чтовсе зубчатые колеса-инструменты расположены в одной плоскости. Это является необходимым условием обкатки.Указанное выше расположение колесаинструмента, установленного в ползуне, поотношению к двум другим колесам-инструментам, а также указанное выше определенное направление возможного перемещенияползуна необходимы для равномерного распределения по системе зубчатых колес сил,создающих силовое замыкание.Все колеса-инструменты расположеныс возможностью размещения между ними5 10 15 20 25 30 35 40 50 трех одинаковых заготовок таким образом, что каждая заготовка контактирует с двумя шестернями-инструментами. При этом должно обеспечиваться силовое замыкание и необходимое качество обработки,Это достигается за счет того, что два колеса-инструмента (за исключением колеса-инструмента, установленного на ползу- не) установлены в опоре на расстоянии между их осями, равном 2(Я+ г)зп 20-2(К+ +г)з 1 п 45, где г - радиус колеса-инструмента, Если расстояние между осями (оно измеряется между геометрическими осями зубчатых колес) меньше 2(К + г)зп 20, силовое замыкание системы становится ненадежным и колеса-заготовки выходят из зацепления.Если указанное расстояние больше 2(К + г)зп 45, не обеспечивается создание нагрузки под углом зацепления, соответствующим реальным условиям работы, что приводит к ухудшению качества обработки.В предпочтительном варианте выполнения устройства два колеса-инструмента находятся на расстоянии между их осями, равном 2(К + г)зп 30 = В + г, При таком взаимном расположении зубчатых колес- инструментов и заготовок ось каждого колеса-инструмента пересекается линией центров соседних с ним заготовок,Под радиусами зубчатых колес понимаются радиусы ихделительных окружностей.Предлагаемое устройство позволяет повысить производительность обкатки не менее чем в три раза, а также повысить качество обкатки за счет создания нагрузки к заготовкам под углом зацепления, как и в реальных условиях работы.Предложенное техническое решение отличается от прототипа тем, что в устройстве для обкатки зубчатых колес, содержащем опору, три установленных на опоре с возможностью вращения вокруг своих осей равноудаленных зубчатых колес-инструментов, хотя бы одно из которых установлено с возможностью соединения с приводом, одно из зубчатых колес-инструментов установлено в ползуне таким образом, что через его ось проходит расположенный в плоскости размещения колес-инструментов срединный перпендикуляр отрезка, перпендикулярного к осям каждого из двух других зубчатых колес- инструментов, а ползун установлен в опоре с возможностью перемещения в направлении, параллельном срединному перпендикуляру, и связан с силовым блоком для создания силы в направлении возможного перемещения ползуна, причем два других зубчатых колеса-инструмента расположены в опоре на расстоянии между их осями, равнам 2(В+ г)з п 20-2(К+г)зп 45 где г - радиус зубчатого колеса-инструмента.Конкретный пример выполнения устройства изображен на фиг,1-5.На фиг,1 показан вид сверху устройства для обкатки зубчатых колес.На опоре 1 на подшипниках 2 и 3 установлены с возможностью свободного вращения два равноудаленных зубчатых колеса-инструмента 4 и 5, Ползун 6 установлен в опоре 1 с возможностью перемещения по опоре в направлении, параллельном срединному перпендикуляру 7 к отрезку 8, перпендикулярномуу к осям каждого из зубчатых колес-инструментов 4 и 5. На ползуне 6 установлено на оси 9 третье зубчатое колесо- инструмент 10. Через ось колеса 10 проходит срединный перпендикуляр 7 к отрезку 8. Ползун 6 установлен в вырезе 11 опоры 1, Позицией 12 обозначены три обрабатываемые зубчатые колеса-заготовки, Стрелкой показано направление силы Р, действующей на ползун 6 со стороны пневмоцилиндра В,укрепленного на опоре 1 посредством держателя 14, Устройство содержит скобы-ограничители 15 возможного вертикального "аварийного" перемещения обрабатываемых колес 12, причем ограничивающие элементы 16 установлены над колесами 12, Позицией 17 обозначены закрепленные на опоре 1 пластины, являющиеся ограничителями возможного горизонтального (в плоскости опоры 1) "аварийного" перемещения зубчатых колес 12,На фиг,2 показано сечение А-А. Опоры 18, закрепленные на основаниях, служат для фиксации заготовок 12 по вертикали,На фиг.3 показано сечение Б-Б. Ось колеса 10 связана с валом электропривода с возможностью вращения в ползуне 6 через подшипник 19,На фиг,4 показано сечение В-В. Позицией 20 обозначен шарнир, с помощью которого крепятся на опоре ограничители 15 (и частично 17). На фиг,5 приведена схема, иллюстрирующая направление сил, действующих на обрабатываемые колеса-заготовки 12 при воздействии силы Р на ползун 6. Сила Р, действующая со стороны пневмоцилиндра на колесо-инструмент 10, может быть разложена на составляющие Г, действующие при зацеплении зубьев на каждое из колес- заготовок 12. Г может быть разложена на двесоставляющие Рги Р, причем Ргнаправлена к оси колеса 10 и таким образом вызывает силовое замыкание колес 12 и 10, Из фиг.5 видно, что аналогичные силы Рг действуют на каждое из колес-заготовок 12 понаправлению к центрам контактирующих с ним колес-инструментов и таким образом вызывает силовое замыкание колес 12 со всеми контактирующими с ними колесами- инструментами. 5Для упрощения на чертежах колеса-инструменты и заготовки обозначены дели- тельными окружностями.Устройство работает следующим образом, 10Для обработки используют заготовки с радиусом делительной окружности г = а - В, где а - длина отрезка 8, а й - радиус дели- тельной окружности зубчатого колеса-инструмента, Ползун 9 перемещают в 15 направлении, обратном направлению стрелки Р на фиг.1. С помощью шарнира 19 откидывают вверх ограничители 15 и частично пластины 17, На три опоры 18 устанавливают заготовки 12 таким образом, что 20 каждая заготовка вводится в беззазорное зацепление с колесами-инструментами 4 и 5, и геометрические оси заготовок 12 и колес-инструментов 4 и 5 лежали бы на двух (пересекающихся в точке К) прямых, Затем 25 включают пневмоцилиндр 13, перемещают ползун б и вместе с ним колесо-инструмент 10 до получения беззазорного зацепления колеса 10 с двумя заготовками 12. С помощью пневмоцилиндра создают усилие Р 30 в направлении, указанном стрелкой, Сила Р, действующая на колесо-инструмент 10, создает силовое замыкание системы, которое зажимает заготовки между инструментами и надежно удерживает их в беззазорном 35 зацеплении во время обкатки, Затем от электропривода, связанного с осью 9, приводят во вращение колесо-инструмент 10, . которое в свою очередь вращает весь блок шестерен; инструменты и заготовки, как и в 40 реальных условиях их работы. За один цикл обкатываются, таким образом, сразу три заготовки, По окончании цикла электропривод останавливают, отключают пневмоцилиндр 13 и отводят ползун 6 назад, после чего с 45 помощью шарнира 19 откидывают вверх ограничители 19, снимают обработанные заготовки и устанавливают три новые заготовки, В секторе (фиг,1) во время обкатки на зубьях всех заготовок можно воздействовать элект ромагнитным полем ТВЧ, т.е, совмещать обкатку с термической обработкой зубьев, что еще больше увеличит качество обкатки и прочность зубьев заготовок.Таким образом, предлагаемое устройст во позволяет повысить качество обкатки зубчатых колес за счет создания нагрузки к заготовкам под углом зацепления (как и в реальных условиях работы) и повысить производительность обкатки не менее чем в три раза за счет возможности обкатки одновременно трех зубчатых колес,Формула изобретения 1. Устройство для обкатки зубчатых колес, содержащее размещенные на основании три равноудаленных зубчатых колеса-инструмента, смонтированных с воз: ожностью вращения вокруг своих осей, силовой блок радиального воздействия на одно из колес- инструментов, привод, связанный по меньшей мере с одним из колес-инструментов, опору для фиксации обрабатываемого изделия, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества обрабатываемых колес и производительности за счет увеличения количества одновременно обрабатываемых колес, оно дополнительно содержит две опоры для установки обрабатываемых зубчатых колес, силовой блок радиального воздействия на одно из зубчатых колес-инструментов выполнен в виде ползуна, установленного на основании с возможностью осевого продольного перемещения и связанного с ним силового привода, а упомянутое последним зубчатое колесо-инструмент установлено на ползуне так, что через его ось проходит расположенный в плоскости расположения колес-инструментов срединный перпендикуляр к отрезку, соединяющему оси двух других колес-инструментов и перпендикулярному им, при этом опоры для обрабатываемых колес размещены на основании, а расстояние между осями зубчатых колес-инструментов, не свазанных с ползуном, равно 2(К+ г) зп 20- - 2(й + г) зп 45, где г - радиус зубчатого колеса-инструмента, мм; й - радиус обрабатываемых зубчатых колес, мм,2, Устройство по п,1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что силовой привод ползунэ выполнен в виде пневмоцилиндра, установленного на основании,3. Устройство по пп. 1 и 2, о т л и ч а ющ е е с я тем, что оно снабжено связанными с основанием скобами-ограничителями вертикального перемещения обрабатываемых зубчатых колес, смонтированными с возможностью установки над опорами для обрабатываемых изделий.4. Устройство по пп.1-3, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что оно снабжено связанными с основанием ограничителями горизонтального перемещения обрабатываемых зубчатых колес, выполненными в виде пластин,5.Устройство поп 4, отл ича ю щеес я тем, что пластины выполнены плоскими,6. Устройство по п.4, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что пластины выполнены неплоскими,ри ГКНТ СС Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 аказ 1065 Тираж ВНИИПИ Государственного комитета 113035, Москва,Ж