Станок для нарезания конических зубчатых колес с эвольвентными продольными очертаниями зубцов посредством шестернеподобного инструмента методом обкатки

ссср 11 ЦИТЮО.Т 11,1 РсдффМЕТГ 1,ЗОЬРКтКНИ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ИСАН АВТОРСК В, Зинин ЫХ КОЛ АНИЯМИ ЕНТОМ СТАНОК ДЛЯ НАРЕЗАНИЯ КОНИЧЕСКИХ ЗУБЧ С ЭВОЛЪВЕНТНЫМИ ПРОДОЛЬНЪМИ ОЧЕР ЗУБЦОВ ШЕСТЕРНЕПОДОБНЫМ ИНСТРУ МЕТОДОМ ОБКАТКИявлено 12 июля 1948 г. зв885707 в Комитет по нз и открытиям при Совете Министров СССР ениям Известные в настоящее время станки для нарезания конических зубчатых колес не обеспечивают достаточно правильного зацепления нарезаемых зубчатых колес, так как при нарезании колеса высота зубцов не сохраняется постоянной, что влечет за собой изменение их толщины.В предлагаемом станке этот недостаток устранен путем сообщения инструменту переменной скорости его качения по заготовке, причем для вращения инструмента применен дифференциал, ведущая шестерня которого кинематически связана с цепью обкатки, а сателлиты жестко связаны с вращающейся шестерней реечной пары, рейка которой жестко закреплена вне прямолинейно подвижной инструментальной головки.На фиг. 1 изображена схема построения и расположения зубцов с эвольвентными продольными очертаниями на поверхности плоского колеса; на фиг. 2 - схема образования этих зубцов при качении по нему цилиндрической режущей шестерни; на фиг. 3 - пространственная кинематическая схема станка для нарезания таких конических зубчатых колес.Как известно, образующие зубцов с эвольвентными продольными очертаниями воспроизводятся на поверхности плоского колеса 1, как траектории точек, расположенных на равных расстояниях р, на прямой д при ее каченли без скольжения по основной окружности радиуса Рв, расположенной в плоскости колеса концентрично его оси (фиг. 1).Зубцы такой формы могут быть нарезаны на плоском колесе при качении режущей шестерни 2 с косыми зубцами по поверхности плоской вращающейся заготовки 1 в плоскости Ы, касательной к основной окружности радиуса Ро (фиг. 2) с центром О на оси плоского колеса.Режущая шестерня при нарезании зубцов на поверхности плоского колеса выполняет роль круглого резца, режущий зубчатый профиль которого будет воспроизводить профили зубцов колеса в процессе их об катки в плоскости Ы.82667Так как плоское колесо представляет собой коническую шестерню с углом при вершине, равным 180, то любое неплоское коническое колесо также может быть нарезано указанным способом, если его заготовка 3 будет помещена под режущей шестерней и будет находиться в зацеплении с воображаемым плоским зубчатым колесом 1, по поверхности которого катится без скольжения режущая шестерня 2 (фиг, 2).В процессе взаимной обкатки заготовки 8 и режущей шестерни 2 для образования эвольвентных зубцов должны иметь место следующие кинематическизависимые движения: вращение оси ОС заготовки относительно центра О в направлении стрелки 0 с угловой скоростью мр, вращение заготовки вокруг собственной оси со скоростью щш, вращение инструмента вокруг собственной оси Ц со скоростью щ и прямолинейное движение оси Д инструмента в плоскости Ы с линейной скоростью 1l.При равномерном вращении воображаемого плоского колеса с угловой скоростью азаготовка получит угловую скорость:(1)1где с - угловая скорость вращения воображаемого плоского колеса,2, - число зубцов воображаемого плоского колеса,Л, - число зубцов нарезаемой шестерни.Угловая скорость вращения инструмента при этом будет2где 2, - число зубцов инструмента.Для обеспечения нарезания зубцов с правильным зацеплением по всей длине образующей линейная скорость о перемещения оси инструмента должна быть переменной по времени и может быть выражена уравнением.э .=- Ро Яес-(о 1), (3)где". Й 0 - радиус основной окружности эвольвентных образующих зубцовплоского колеса,щ 0 - угловая скорость вращательного движения оси заготовки пострелке О,- время.Качение инструмента по воображаемому плоскому колесу с переменной скоростью вызывает необходимость в дополнительном вращении инструмента также с переменной угловой скоростью(1 ЛОгде Й - диаметр начальной окружности зубчатого венца инструмента.В результате вращательного движения оси заготовки относительно центра - 0 с угловой скоростью (фиг, 2), которое эквивалентно увеличению скорости вращения воображаемого плоского колеса на ту же величину, необходимо второе дополнительное вращение инструмента со скоростью:оЯ 2667Если выразить угловую скорость второго дополнительного вращения инструмента через параметры нарезаемой шестерни, то выражение примет вид:где и - половина угла при вершине начального конуса нарезаемой конической шестерни.Конструкция и кинематика станка (фиг, 3) обеспечивают получение всех указанных выше относительных движений заготовки и инструмента при нарезании конических зубчатых колес с эвольвентными продольными очертаниями зубцов.Шпиндель 4, несущий заготовку 3, помещен в каретке 5, которая для установки по углу начального конуса а, выполнена поворотной вокруг оси вала 6, обеспечиваюгцего передачу вращения на шпиндель через пару конических зубчатых шестерен 7 и две промежуточные постоянные зуб. чатые передачи.Передача движения на шпиндель 4 осуществляется от электродвигателя М через шестерни 8 и 9, сменные шестерни 10 и 11, вал 12, коническую пару 13, вертикальный вал 14, коническую пару 15, горизонтал.- ный вал 16, конические пары 17 и 18 и вал 6.Сменные шестерни 10 и 11 служат для настройки станка на выбранную скорость резания, которая определяется скоростью вращения заготовки.Шестерня 2, осуществляющая нарезание зубцов на заготовке, крепится на шпинделе 19 инструментальной головки 20, которая жестко связана с салазками 21.Основное обкаточное движение заготовки и инструмента при враще. нии воображаемого плоского колеса 1 определяется расчетным соотношением 11). Кинематическая связь между шпинделями 4 и 19 для обеспечения основного обкаточного движения осуществляется по следующей кинематической цепи станка: от шпинделя 4 через приводной механизм шпиндельной каретки 5, вал 6, шестерни 7, шестерни 18 и 17, вал 16, шестсрни 15, вал 14, шестерни 13, вал 12, солнечные шестерни дифференциала 22, вал 23, коническую пару 24, гитару сменных шестерен Х, коническую пару 25, вал 26, скользящую коническую шестерню 27, коническую шестерню 28, вал 29, и через солнечные шестерни дифференциала 30 шпиндель 19.Движение подачи или прямолинейное перемещение оси инструмента в плоскости Ы с переменной скоростью г согласно уравнению (1 П), осуществляется при помощи салазок 21, подвижных по направляющим станины станка.Это движение обеспечивается кулисным механизмом, состоящим из поворотной вокруг оси вала 14, планшайбы 31 с радиальной прорезью 32 и взаимодействующего с ней пальца 33, жестко укрепленного на выступающем кронштейне салазок 21.Вращение планшайбы 31 с постоянной угловоп скоростью - ол сообщается от привода станка через червячную передачу 34, гитару сменных шестерен У настройки подачи, коническую пару 35 и вал 12.При перемещении салазок 21 инструментальная головка 20 получа. ет вместе со шпинделем 19 и валом 29 прямолинеинсе движение парал. лельо оси вала 6 с переменной скоростью в При этом. шестерня 36, свободно надетая на валу 29, катится по рейке Г, неподвижно закреп,ленной вне инструментальной головки 20. Шестерня 36 жестко связана "82667осями сателлитов дифференциала 30, вследствие чего при вращении шестерни 3 б шпиндель 19 с инструментом получит первое дополнительное вращение с угловой скоростью(уравнение 1 Ч). Необходимым условием для этого является пересечение оси пальца 33 с осью шпинделя 19 в плоскости расположения режущих кромок зубчатого венца инструмента.При вращении планшайбы со скоростью ко приводится во вращение с той же скоростью относительно оси вала 14 и оси О воображаемого плоского колеса 1 связанная с планшайбой через стойку 38 шпиндельная каретка 5 вместе с установленной на ней заготовкой 3. При этом, одна из конических шестерен пары 15, сидящая на горизонтальном валу 1 б, обкатываясь вокруг другой шестерни, сидящей на вертикальном валу 14, сообщит дополнительное вращение заготовке, что, в свою очередь, вызывает необходимость сообщать инструменту соответствующее третье дополнительное вращение с угловой скоростью:и г 22,где 1, - передаточное отношение постоянных кинематических звеньев при передаче движения от вала 14 к валу 4. Таким образом, вращение планшайбы со скоростью ко соответствует сумме двух дополнительных движений" и " равной1. -,- , -( --- ),2 яп аПередача второго и третьего дополнительных движений на шпиндель инструмента от планшайбы 31 осуществляется через червячную передачу 34, гитару сменных шестерен ср, червячную передачу 39, червячное колесо которой свободно надето на валу 23 и жестко связано с осями сателлитов дифференциала 22, через дифференциал 22, вал 23 и далее через гитару сменных шестерен Х, шестерни 25, 27 и 28, вал 29 и через солнечные шестерни дифференциала 30 на шпиндель 19.Съемная рукоятка 40 служит для установки заготовки и инструмента в исходное положение.Предмет изобретен ия1. Станок для нарезания конических зубчатых колес с эвольвентными продольными очертаниями зубцов шестернеподобным инструментом методом оокатки, с инструментальной олоой, осуществляющеи качение инструмента по заготовке в плоскости, касательной к основной окружности эвольвент продольных очертаний зубцов, отл и ч а ю щи й с я тем, что, с целью осуществления переменной скорости качения инструмента по заготовке для обеспечения постоянной глубины впадин нарезаемых зубцов по всей их длине, для вращения инструмента применен дифференциал, ведущая шестерня которого кинематически связана с цепью обкатки, а сателлиты жестко связаны с вращающейся шестерней реечной пары, рейка которой жестко закреплена вне прямолинейно подвижной инструментальной головки2. Форма выполнения станка по и. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью обеспечения переменной скорости прямолинейного движения инсгрументальной головки, в зависимости от угла поворота плоского образующего колеса, для кинематической связи между инструментальной головкой и осью вращающегося воображаемого плоского колеса применен кулисный механизм,8266782667 Редактор Е. А Майкапар Техред А, А. Кудрявицкая Корректор Г. Е. Кудрявце 1 оск Типография ЦБТИ Комитета по де.чам изобретений и открытий при Совстс Ми пстрои СССР, Москва, 11 сровкз, 4Подп. к псч. 6 Хг.Зак. 7259ЦБТИ при формат бум. 70 У,Тираж 220митете по делам изобретпри Совете Министров ССЦентр, М Черкасский пе 8/в Объем 0,52 изд. лЦенз 11 копний и открытийСРр., д. 2/6.