Способ приработки зубчатых пар

Комитет Российской Федерации но натентам и товарным знакам(75) Беляев А.И Сирицын А,ИМихайлов ГИ Сирицын ДА(73) Сирицын Алексей Иванович(54) СПОСОБ ПРИРАБОТКИ ЗУБЧАТЫХ ПАР (57) Изобретение относится к области финишной обработки деталей, а именно к приработке зубчатых лар на установках по схеме замкнутого контура, составленного из элементов зубчатой лары с инструментами, с использованием электроимпульсных,/ электроэрозионных и подобных методов обработки Сущность изобретения заключается в учете кинематических условий зацепления в процессе приработки зубчатых пар, Частота следования импульсов технологического тока моделируется пропорционально скорости перемещения точек контакта зуба инструмента с профилем зуба прирабатываемого элемента пары, а величина технологического тока задается в соответствии с требуемой интенсив. ностью износа в каждой контактной точке эволь. вентных профилей зубьев, определяемых по приведенным зависимостям 4 ил".,005014 10 от полюса зацепления; 35 тельно обработанное зубчатое колесо 3, за 45 цепляемое с размещенным на валу 2 50 Фэобретение Относится к финишной обработке зубчатых колес и может быть использовано для приработки шестерни и олеса на установках по салеме замнутого контура, составленного из элементов зубчатой паоы с инструментами, с использованием электроимпульсныхэлектроэрозионных и подобных методов обработки,Наиболее близким по технической сущности является способ злектроэрозионной приработки сопрягаемых деталей на примере зубчатых колес с применением в качестве инструмента - катода парных элементов, заключающийся в изменении полярности технологического тока, Время работы на прямой и обратной полярности определяют из зависимости, включающей время приработки, передаточное отношение и относительный обьемный износ, определяемый выбранным режимом источника тока.Недостатком указанного способа является то, что он не учитывает особенностей износа в зубчатой паре, который в большой мере зависит от кинематических условий зацепления, определяемых скоростью скольжения точки контакта зубьев шестерни и колеса с учетом зон одно- и двухпарного зацепления. По укаэанному способу прира. ботка сог рягаемых поверхностей приведет к иск жениа контактируощих эаольвентных поверхностей зубьев шетерни и колеса, что Отоазится на снижении точности и качества Г 1 рирабатываемой зубчатой паоы;а также сопрйгаемости Зубьев ш 8 стврни иколеса. Цель изобретения - повышение точности и качества приработки посредством учета эон одно- и двухпарного зацепления на Всех стадиях приработки в условиях замкну- ТОГО контура, ОбраэованнОГО элементами зубчатой пары с инструментами,укаэанная цель достигается тем, что при приработке зубчатых пар с использованием электрозрозионного износа с применением в качестве инструмента-катода парных элементов с изменением полярности и времени действия технологического тока в соответствии с передаточным отношением и величиной износа при заданнцх режимах технологического тока частоту следования импульсов технологического тока моделируют пропорционально скорости перемощения точек контакта зуба инструмента с профилем зуба прирабатцваемого элемента пары, а величину технологическоГо тока задают в соответствии с требуемой интенсивностью износа согласно приведенным зависимостям 15 20 25 30 Й=.КС 1 в 1= Кв в 1 (о+1)/о р 1; А=К С 2 мг= К в аи (О+1)/д,при =1 Ке -1 и ПРИ 12 КяК =2 где С 1, С 2 - удельная скорость скольжения контактной точки соответственно для шестерни и колеса;в 1 и а 2 - угловые скорости шестерни и колеса;в - текущая координата точки контакта О - передаточное отношение прирабатываемой зубчатой пары;р 1 и р 2 - текущие значения радиусов кривизны эвольвентного профиля соответственно для шестерни и колеса;К- коэффициент, учитывающий перекрытие в передаче,Применение предложенного способа обеспечит равномерный сьем металла с прирабатываемых эвольвентных профилей зубьев шестерни и колеса от вершины до впадины и решит задачу повышения точности и качества приработки,На фиг, 1 представлена принципиальная схема установки, на которой реализуется предлагаемый способ; на фиг, 2 показана картина требуемой интенсивности износа эвольвентных профилей зубчатой пары; на фиг. 3 изображены абсолютная скорость перемещения контактной точки в активной части эвольвентного профиля шестерни и величина технологического, тока в одно- и двухпарной зоне зацепления; на фиг, 4 - то же, для колеса.На приводном 1 и ведомом 2 валах установлены две пары зубчатых колес с одинаковыми параметрами зацепления на одном валу см, фиг. 1), С левой стороны на валу 1 расположено прирабатываемое предварикатодом-инструментом шестерней 4, а с правой стороны на валу 2 - прирабатываемая, предварительно обработанная, шестерня 5, зацепляемая с размещенным на валу 1 катодом-инструментом колесом б, Вал 2 выполнен в виде торсиона с нагружателем 7. Привод осуществляется от электродвигателя постоянного тока 8 через клиноременную передачу 9 на вал 1. 8 алц 1 и 2 электроиэолированы от корпуса установки и от зубчатых колес 3 - б, Через токосьемные кольца на валах 1 и 2 в зону зацепления прирабатываемых колес 4 . б От генераторов 10 и 11 подаются электрические сигналы, частота следования (плотность"005014 а и а 2 .- угловые скорости шестерни иколеса;в - текущая координата точки контактаот полюса зацепления;5 О - передаточное отношение прирабатываемой зубчатой пары;р 1 и рг - текущие значения радиусовкривизны эвольвентного" профиля соответственно для шестерни и колеса;10 К- коэффициент, учитывающий перекрытие в передаче.На фиг. 2 представлена картинаинтенсивности износа зуба шестерни 5 и колеса 3, где"кривая 14 показывает интенсивность износа,1 ожки до полюса Р и головки зуба шестерни (при подводе технологического тока к,атоду 6); кривая 15 - интенсивность износа головки до полюса Р и ножки зуба колеса) при подводе технологического тока к катоду 4), Кривые 14 и 15 построены для замкнутого контура. образуемого прирабатываемой тяговой зубчатой парой с параметрами:шестерня л 1=28; колесо 2=121, модуль гл=и мм, имеющими гловые скорости соответственно в 1=52,3 с и йа=12,1 с с передаточным отношением и=52,3/12,1=4,3.Форма зуба арочная, вращение шестерни по часовой стрелке.Задавая значения в и рассчитывая р 1 и 30 Р 2 для шестеони и колеса, можно получитьконкретные значения С 1, С 2 и Л 1, ЖНиже приведены некоторье их значения при условии однопарного зацепления 303,51 и 4,810,30,892384,882.55 258,5169 Л3,530,798412,2л 8 033,5144 80О00 528,5149 80 240,17948,80,496 15.18,5159,80,910,499150,41,39 32,5 0,03 и О О:16 0,302 КС 2/ц+Л 2"и 102 Ь 1 - интенсивность износа ножки шестернЙ - то же, головки колеса,Аналогично опРВДелЯетсЯ из чоснзЯ каРГтина длч голов Гп шестени и ножки колеса, 35Кривые 16 и 17 отража 1 ст изменениеплотности технологического тока 1 т вдоль активной части эвольвентного профиля зацепления соответстве 1 гно для колес 5 и 6,3 и 4,С учетОм эон Одно- и двухпарного 40зацепления в соответствии с величинойскорости перемещения точки контакта(кт Для шестерни 5, показанной на прямой 18 (см, фиг. 3), и для колеса - напрямой 19 (см. фиг, 4), характер, Величина и 45частота следования импульсов технолОГичеи; технологи 1 еского тока) которых моделируется управляющим блоком 12 на основе информации датчика положения 13, расположенного на валу 1 и показывающего фазу расположения зубьев зацепляющихся колес (начало зацепления - НЗ и конец зацепления - КЗ в активной части эвольвентных профилей шестерни и колеса на фиг. 3 и 4), Под действием электрического импульсного разряда на контактируемых прирабатываемых поверхностях колеса 3 и шестерни 5 образуются лунки, число которых зависитот частоты следования импульсов, а параметры шероховатости - от мощности разряда,Нагружение В замкнутом контуре Осуществляется От нагружателя 7, выпол- НЕННОГО В ВИДЕ ПНЕВМО- ИЛИ ГИДРОЦИЛИН- дра.Требуемая интенсивность износа в каждой тс гке контакта звольвентных профилей прирабатываемых шестерни 5 и колеса 3, Определяется соответствен, го для шестерни и колеса зависимостями; 61=К С 1 ю 1=.К в и 1 (в+1)11 а 1; с 2 -К д С 2 В 2=К раг (о+ )l Р 2,11 ри Я=1 К"=1 и при 1" Я -.2 Кг -- 2, Где С 1 и С 2 удельные скорсст 1:. скольжения точки контакта соответственно для шестерни и колеса скОГО тока 1 т Вдоль активной части эвсльвентного профиля от начала зацепления (н.з.) и до конца зацепления (к,з.) представлены графиками (фиг. 3 и 4). Например, в зоне контакта с параметрами: В=5 мм, р 1=28,5 мм; р 2=149,8 мм величина технологического тока составит 1 т=56 А, а частота следования электрических импульсов с учетсм К р =2 будет равна 1215 кгц.Способ приработки зубчатых пар реализуется на приведеннсй установке следующим образом,2005014 10 ным зависимостям.20 Нагрузку и частоту вращения прираба 35 ность износа определяют в соответствии с зависимостями Ь 1=К,. Ь ж 1 Я+1)/Ор 1;Ь = КеЬО) 2(О + " ) р 240 где в 1 и м 2 - угловые скорости шестерни иколеса соответственно;Ь - текущая координата точки контактаот полюса зацепления;С - передаточное отношение прирабаты ваемой зубчатой пары;р 1 и р 2 - текущие значения радиусовкривизнь, эвольвентнаго профиля дляшестерни и колеса соответственно;К, - коэффициент, учитывающий перекрытие в передаче:при е=1 К,=1, при 1 г 2 К,=2 Предварительно нарезанные колесо 3 и шестерня 5 устанавливают соответственно на валы 1 и 2, вводят в плотное зацепление с катодом-инструментом шестерней 4 и катором-инструментом колесом 6 соответст, венно. По информации датчика 13 управляющий блок 12 управляет работой генератора 10 и 11, моделируя импульсы технологического тока и подводя их в зону контакта с частотой, пропорциональной скорости перемещения точки контакта зуба инструмента с профилем зуба прирабатываемого элемента пары с учетом зон одно- и двухпарного зацепления. При этом аеличину импульсов технологического тока задают а соответствии с требуемой интенсивностью износа Ь 1 и й в каждой точке контакта зубьев прирабатываемой шестерни 5 и колеса 3, определяемой по ранее приведен;. тываемых зубчатых колес регулируютупрааляющим блоком 12 таким образом, чтобы обеспечить приработку зубчатых пар в условиях резонанса, осуществляя размыкание контакта прирабатываемых зубьев за счет динамических явлений, мягкого удара. Этим обеспечивается равномерный съем металла с звольвентных профилей зуоьев прирабатыэаемых шестерни и колеса от вершины до впадины,Формула изобретения СПОСОБ ПРИРАБОТКИ ЗУБЧАТЫХ ПАР инструментами-катодами в виде парных элементов в условиях электроэрозионного износа, при котором изменяют полярность и время действия техйологияеского тока в соответствии с передаточным отношением и величиной износа при заданной частоте следования импульсов тех.- нологического тока, отличающийся тем,.что частоту следования импульсов задают пропорционально скорости перемещения точек контакта зуба соответствую Щего инструмента с профилем прирабатываемого элемента пары, а требуемую интенсивВ отличие от прототипа предлагаемый способ приработки зубчатых пар учитывает кинематические условия зацепления, при этом частота следования импульсов моделируется пропорционально скорости перемещения точек контакта зуба инструмента с профилем зуба прирабатываемого элемента пары, а величина технологического тока задается в соответствии с требуемой интенсивностью износа в каждой контактной точке, которая а свою очередь зависит от соотоошения угловых скоростей шестерни и колеса, величины пеоедаточного отношения зубчатой пары и радиусов кривизны эвольвентных профилей зубьев шестерни и колеса. Приведенные зависимости Ь и й отражают износную картину в процессе приработки и могут служить программой для выбора режима приработки зубчатых пар с учетом зон одно- и двухпарного зацеплений на всех стадиях приработки в условиях замкнутого контура, образованного элементами зубчатой пары с инструментами,Равномерный съем металла с прирабэтываемых эвольвентных профилей зубьев шестерни и колеса от вершины до впадины решает задачу повышения точности и качества приработки.(56) Авторское свидетельство СССРВ 550265, кл.В 23 Н 1/02. 1976.