Способ обработки пространственных зубчатых колес

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 19) ( 6836 Г 7 00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ЕТЕЛЬСТВУ АВТОР 5-0 де нтовой лин делитель но угол подъемаинструмента оверхности;адиус делительности обрабатываеа в начальной тогол наклона линабатываемого кол й поверхмого колечке;и зуб б ес а де ительнои поверхности в тое, соответствующей гекущее расстояние от геоетрической оси оброго колеса до,точки контаа делительных по г абатываеверхностеи;текущий пардлине образной поверхнсоответствуюдо точки,метр, равный ющей делительсти от точки,щей радиусу г 0 ответств ей со ующ фй ц)СЬ еремещения инстру- Я) ь оси обрабачывае- фрСЬ адиусу корост ента в(ц) па,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(21) 3481075/2 8 (22) 19,08, 82 (46) 23.07,85 . Бюл. Кф 27 (72) Н.Э.Тернюк, Ю.Б.Наседкин и В.Р.Ковалюх (53) 621.914.7.04:621.833(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР 9 992139, кл. В 23 Г 17/00, 1981. (54) (57) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС с постоянным нормальным шагом, при котором каждом элементу пары инструмент - обрабатываемое зубчатое колесо сообщают вращение вокруг своих геометрических осей, одно из которых выполняют неравномерным, причем геометрические оси пары устанавливают под углом скрещивания, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей и повышения точности за счет обработки пространственных зубчатых колес, делительная поверхность которых выполнена с переменным радиусом, инструментом червячного типа, инструменту дополнительно сообщают два взаимосвязанных поступательных перемещения, одно из которых направлено вдоль оси обрабатываемого колеса, а другое вдоль переменного радиуса, при этом угол скрещивания осей. и соотношения между скоростями поступательных перемещений и скоростями вращений элементов пары устанавливают в соответствии с зависимостямиг, создо=- +агс соз -- ;0 г(ц) мого колеса;скорость перемещения инструмента вдоль переменного ра.диуоа,угловая скорость вращенияобрабатываемого колеса вокруг своей геометрическойоси;угловая скорость вращенияинструмента вокруг своейгеометрической оси;число заходов (витков) инструмента червячного тиИц Еч +дц 2 с 1 г,3),сей;вой линииительной гд гол скрещивания гол подъема вин инструмента на деповерхности;радиус делительно оверхно обралике Е - число зубьев обрабатываемого зубчатого коле.са;г - временной фактор,Изобретение относится к машиностроению, в частности к способаммеханической обработки пространственных зубчатых колес с Постоянным нормальным шагом с применением инструмен 5та червячного типа, например червячного абразивного круга, может найтиширокое распространение в станкостроительной промьппленности, автотракто-,ростроении, транспортном машиностроеФнии и других отраслях народного хо-зяйства.Известен способ обработки пространственных зубчатых колес с постояннымнормальным шагом со сферической делительной поверхностью, при которомкаждому элементу пары инструмент -обрабатываемое зубчатое колесо сообщают вращение вокруг своих геометрических осей, одно из которых выполняют неравномерным, причем геометрические оси пары устанавливают подуглом скрещивания 1.Однако этот способ имеетнедостаточные функциональные возможности,поскольку позволяет обрабатывать только сферические зубчатые колеса и необеспечивает высокой точности, таккак не может быть осуществлен по схеме шлифования с использованием высоко 30стойкого абразивного инструмента,Рнапример, в виде абразивного червячного круга.Цель изобретения - расширениетехнологических возможностей и повы- З 5шение точности за счет обработкипространственных зубчатых колес, делительная поверхность которых выполнена с переменным радиусом, инструментом червячного типа. 40Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу обработкипространственных зубчатых колесс постоянным нормальным шагом,.каждому элементу пары инструмент - 45обрабатываемое зубчатое колесо сообщают вращение вокруг своих геометпри этомзнак плюс относится в правому направлению спирали, а знак минус к левому. рических осей, одно из которых выполняют неравномерным, причем геометрические оси пары устанавливаютпод углом скрещивания, осуществляетсяпри сообщении инструменту дополнительных двух взаимосвязанных поступательных перемещений, одно из которых направлено вдоль оси обрабатываемого колеса, а другое - вдоль переменного радиуса, при этом угол скрещивания осейи соотношения междускоростями поступательных перемещений и скоростями вращений элементовпары устанавливают в соответствиис зависимостями Н соя до+"агс соз (1) Е ц г (и) ти обрабатываемого колесав начальной точке;/о - угол наклона линии зубабатываемого колеса на де тельной поверхности в точ соответствующей г;текущее расстояние от геомет. рической оси обрабатываемого колеса до точки контакта делительных поверхностей; текущий параметр, равный длине образующей делительной поверхности от точки, соответствующей размеру г до точки, соответствующей разме ру г(ц);7 - скорость перемещения инструОмента вдоль оси обрабатываемого колеса;Ч - скорость перемещения инструмента вдоль переменного радиуса;бд- угловая скорость вращенияобрабатываемого колеса вокругсвоей геометрической оси;0 - угловая скорость вращенияинструмента вокруг своей геометрической оси;2 - число заходов (винтов) инст -румента червячного типа;2 - число зубьев обрабатываемого 15зубчатого колеса;- временной фактор,при этом знак плюс относится к правому направлению спирали, а знак минус - к левому.20На фиг. 1 показана делительная поверхность переменного радиуса простран ственно го двухпараме триче ского зубчатого колеса, общий вид; на Фиг. 2 - взаимное расположение обра.батываемого зубчатого колеса и инструмента; на Фиг. 3 - то же, вид сбоку; на фиг. 4 - то же, план; на Фиг. 5 - обработка зубчатого колеса со сферической делительной поверх ностью; на фиг. 6 - то же, с конической делительной поверхностью.Обработке подлежит заготовка 1 пространственного двухпараметрического зубчатого колеса, щеющая зависимость радиуса делительной поверхности от перемещения ц:г=г(ц). При этом под перемещением понимается дли на образующей делительной поверхности, отсчитываемая от начальной точ ки О (фиг. 2-4). Инструмент 2 на Фиг. 2 - 4 показан в промежуточном положении, соответствующем времени обработки г. Обрабатываемое колесо может совершать вращательное движение 45 вокруг геометрической оси 1-1, например, в направлении, показанном стрелкой. В этом же направлении она может совершать доворот. Геоме триче ская ось инструмента обозначена П-. Во круг этом оси инструмент может вращаться со скоростью резания. Вращательное движение инструмента, кроме оси И-П может совершаться вокруг оси 1-, (Фиг. 3), проходящей через 55 точку М касания начальных поверхностей заготовки и инструмента по общей нормали М к делительным поверхностям.гоступательчое в направлении ради.уса заготовки со скоростьюЙг (ц)дц(4) Зависимость между Ч иоснове дифференцуравнения г = г(ц) с учетолений этих скоростей с тактом, чтобы совокупностью орадиального поступательныхобеспечивалось движение цеинструмента 2 по эквидистанк образующей делительной побрабатываемого колеса 1;вращательное движение воси -1 в соответствии с змостью (1) . о опре ирования м направ им расче делена на евого и движений тра Оте Б верхнос и для образованизводится доколеса вокр Кроме товой линии отоси обрабатываемог 1-1 со скорост Бла вокруг обе спеаря ври 1-П нию инструментаскоростью резанияможность срезания ется во Поступательное движение центра инструмента может производиться по эквидистанте Б.Способ осуществляют следующим образом.Перед обработкой производят начальную установку инструмента по отношению к заготовке обрабатываемого колеса. Для этого точку О центра инструмента 2 перемещают в начальную точку Оц эквидистанты Б. Заготовке и инструменту придают вращение со скоростью резания путем согласованного вращения вокруг их геометрических асей 1 - 1 и П-. При этом скорости вра. щений выбирают обратно пропорционально числам зубьев (заходов) заготовки и инструмента, Этим обеспечивается профильный обкат. Затем одному из элементов пары инструмеит-обрабатываемое колесо придают поступательное равномерное перемещение со скороСтью подачи Ъ в направлении оси обрабаты ваемого колеса. Одновременно с этим движением инструменту (или заготовке) придают согласованные с нию движения:припуска. При этом обеспечивается формирование зубьев пространственных двухпараметрических колес с требуемой делительной поверхностью и постоянным нормальным шагом, поскольку формирование заданной криволинейной делительной поверхности производится совокупностью движений в осе - вам и радиальном направлениях, обес- ОПЕЧИВЯЮ 1 тцтХ ДВИЖЕНИЕ ЦЕНтРа ИНСтРУ- ьтентя 2 по экг 11 дистянте 8 к образующей делительцдй поверхности заготовкиКРОМЕ. ТОГО об СПЕЧпартегтрдтттттливов ЯННР винтовой лттттии зчбье в ттз -за придания заготовке дополнительно"ГО ВРЯЩЕйил В СОДТВЕТСТВтттт С ЗаВИСИ.тостью (5) так кяк дбеспеттттвятатсянедбходтаттте услдвтл 11 образования :ОВинта - ВРЯЩатЕЛЬНОР И г 10 СТУПЯ гспт, -ное перемещРнив, а тактке .Г 10 лучение ПОСТОЯННОГО НОрМаЛЬНОГО НЯГЯ ЗттбЬЕВ ИЗ Я ПР ттд ЯЦ ИЛ В Р;ттт ЯТЕПЬ Нд Гд,тт Г ИжЕ - ЦИЯ ИНСТРУМЕНТУ ИЛИ ЗаГОТОВКЕ ВОКРГ оси Ш-Ш такта образом что вьтполняРтся завттст 1 тость (1), тяк кяк вслучае цяправ,ттентте нормального тпягяК 1 СТРУМЕтгта В ЗО 11 Е РСЗания ПО,11 УЧЯЕ гся 1 тррпецгтр 11;уттрцьтт "; лтлттии зттба ца тО целительной поверхности.Для любых гладкигх повсрхгтдстейВРЯЩЕНИ 5 т, В ДОННОМ СЛтттаЕ ДРЛИТЕЛт. - ных поверхностсй,. Можно получить дифференциальное уравнение семейства равноудаленных линий, отличных ат параллелей. Бьтвод этого уравнения ОСЦОВац НЯ СВайСтВС ОРтОГацаЛЬЦОСТИ сети параллелей и меридинов поверхЧДСтйт ВРЯЩЕЦттл ;1Пусть Дача произвольная поверхпасть вращения (фиг. 1)Х=С(тт)Сая т 7; Х=Щц) я 1.П т 7;Е=(ц),образованная вратттецием произвольной гладкой кРивай х= сР(ц)=е(ц):, е ==ттт(11) относительна оси /. На поверхности нанесены две близкие друг к другу линии 1. и 1, . Условием равноудален-. кости этих,линий будет равенствотл расстояний 8, =-БдИз малых треугольников Ь АБС иЯттС СООТВР СТВЕНКО ИМЕР 45= й О О, Од". 1, Ь,й ц, О сд. 1, б) ;.Гдв 3 " ТЕКуттткй угу 1 ттякттоття,тцттткй к ме риттияну О, 11 - соответственно угол наклона/ои параметр П в начальнойточке; ,"лЧ - угол между соседними линияМИ,11 риравнивяя Бт и Б,л, найдем косинус текущего угла наклонной линиик меридиану4(1.1-) Г,сояЯ = --- " соя Я= - - соя 8, (7)т 1 т(ц) тГ(ц)где Г =-т(цо).Из малых треугольников, подобных .тядс, получим связь между щиротдй и Дта 11 ДТДй 1 ДЧКИ ЦЯ Г 1 ОВЕРХНОСТИ 1 ттлодттлиниилП- "- =.Ст;3 11 тлт(8) Где Ц - коне:.".ное значение И,кПодстав,ттяя (7) и (8) и попутно переходя к пределу после предбразотянил получим дифференциальное уравНЕНИЕ СЕМЕйСтаа РЯВНОУДЯЛЕНПЬ 1 Х .1 ИНтЛИна любой Поверхности вращеният 1 ц, 1(ц) т, саЯлг 11 т 2ц) - гл Соя,лУравнение (тЗ) прегставттяет сдбсйУРЯЗНЕНИЕ Лттттбтт ПЕРЕСЕЧЕНИЯ ДЕЛИТЕЛЬцоц поверхности с тонер носттю зубаттРО СТРЯН СТВЕ 1 цто ГД КОЛР Г,Я С ттд СТОЯН .1 Ьтт 1 НДРМЯттЬттЬтм НаГОМ: ЗаКОН ИЗМЕНЕ Я УГЛЯ Ц ЯКЛДН Я тг ЯСЯ 1 ЕЛЬ 11 Д и К З ТОЙ линии описывается уравнением (7) .С учтом этого а также принимая пд внимание наличие винтовой линиипсстоянцого шага на поверхности инструмента с углом подьема ) требуетт ИЗМЕНЕНИЕ УГЛа СКРЕЩИВаНИЯ "5 пля обеспечения заттаннгэгд угля наклоня ин струментя па Отцот 1 ению к литиям зубьев будетГ, СОЯо1 =.-+ )=;-," .Явс со я - -(10) Требуемое движение угловое и угловая скотость дополнительного вращенияг 117рявцядПоэтому. с учетом (7) и (8), после преобразования получим требуемое дополнение к равномерной скорости вращения детали.,дц1Г- (Ц)Таким образом, ,д.пя дбесп чеция формирования винтовой .пинии в соотгетствии с уравнением (9), обРгпечиваются со 1 лясдвацные движенил инстру11 б дпс 1 СЭочем реализуются необходимые для э соотношения (7) и (9).В частности, при обработке зубчатых колес со сферическими делительны ми поверхностями зквидистанта представляет собой окружность. Поэтому для ее образования необходима связь скоростей радиального Ч и осевого Ч перемещений по зависимости того г Ывытекающая изт(ы) уравнения окружно сти.При обработке зубчатыхническими делительными повимеет постоянное соотношенрадиальным и осевым перемеопределяемое тангенсом пол олес с к ерхностяие междущением,вины угла мента и колеса вокруг оси 1 - 1 (движение обката), согласованные осевоеи радиальное перемещения в соответствии с зависимостью г=г(п) и доворотзаготовки со скоростью 8360 82 о при вершине конуса делительнойповерхности Ч =Ч СК 8.Предлагаемый способ имеет расширен.ные функциональные возможности,.таккак обеспечивает возможность обработки пространственных двухпараметрических зубчатых колес различных видов,:в том числе со сферическими, коническки, тороидальными, гиперболоидными,1 О плоскими и другими делительными поверхностями, червячными фреэами, червячным выглаживающим инструментом,а также червячными абразивными инструментами, т.е. он позволяет произво 15 дить нарезание зубьев, их упрочнениеи (или) шлифование. При этом обеспечиваются свойственные методу обкатавысокая точность и производительностьобработки,20 для реализации предлаГаемого способа требуется изготовление специальных зубофрезерных, зубошлифовальныхстанков, либо модернизация существующих станков мод. 5 К 310, 5 В 83325 и др., путем добавления механизмов,реализующих указанные движения.1168360 543/13 Тираж 1086ВНИИПИ Государственногопо делам изобретен 13035, Москва, Ж, Раушс Подписи комитета СССР ий и открытий ая наб., д. 4/5 аказ иал ППП "Патент", г.ужгород, ул,Проектная Составитель И. КузнецоваРедактор Н. Пушненкова Техред Т.фанта Корректор Е, Си