Зубчатое колесо

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(71) Одесский политехнический институт(56) Сухоруков Ю. Н. и др. Повышение эффективности отделки цилиндрических прямозубых колес с закрытымивенцами//Станки и инструмент. 1988. М 2С. 33-34.(57) Использование: область машиностроения, в частности редукторы общего и специального назначения. Сущностьизобретения: торцовую поверхность буртаили зубьев большего колеса блочной шестерни снабжают конической фаской. В случае когда наружный диаметр бурта или Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в редукторах общего и специального назначения, в частности в коробках скоростей автомобилей, тракторов, металлорежущих станков и других машин.Цель изобретения - повышение технологичности конструкции блочных зубчатых колес при обработке закрытых венцов методами свободного обката при скрещивающихся осях инструмента и заготовки за счет обеспечения дополнительного увеличения угла скрещивания осей в сравнении с прототипом,На фиг. 1 изображено зубчатое колесо. снабженное скосами на торцовых поверхностях эакрьтого и открытого венцов; на фиг.2 - зубчатое колесо, торцовая поверхность(5 м Г 16 Н 1/06, В 23 Г 19/06 блочного колеса значительно превышает габаритные размеры инструмента и об абатываемой шестерни (т. е, когда ба 2 с +,О, где да - диаметр окружности выступов зубьев большего колеса или бурта; б - межосевое станочное расстояние; гао - радиус окружности выступов зубьев инструмента), торцовую поверхность , бурта или блочного колеса снабжают кольцевой канавкой конической или трапецеидальной формы, Такое выполнение блочного колеса позволяет при обработке закрытых венцов методами свободного обката при скрещивающихся осях инструмента и заготовки обеспечить дополнительное увеличение угла скрещивания осей. 2 3, п. ф-лы, 6 ил. бурта или открытого венца которого снабжена кольцевой канавкой конической формы; на фиг. 3 - зубчатое колесо, торцовая поверхность бурта или открытого венца которого снабжена кольцевой канавкой трапецеидальной формы; на фиг. 4 - вариант выполнения бурта со скосом торцовой поверхности; на фиг. 5 - вариант выполнения бурта с .кольцевой канавкой конической формы; на фиг, 6 - вариант выполнения бурта с кольцевой канавкой трапецеидальной формы. Зубчатое колесо (фиг. 1) состоит из зубчатого колеса (или бурта) 1, ступицы 2 и закрытого венца 3. Зубчатые венцы большего и меньшего колеса разделены между собой стружечной канавкой 4,1832168 с сЩ- д -- сор со с1 о а 4 о - со а ) О 1 При такой модификации зубчатого венца блочного колеса или бурта, а также торцовых поверхностей обрабатываемого.колеса и сопрягаемого с ним колеса обеспечивается увеличение угла скрещивания в З 5 два с лишним раза в сравнении с традиционными методами обработки. Наибольшее значение угла скрещивания осей обеспечивается при обработке методами врезного шевингования и короткого хода и значи тельно меньше при обработке методом продольной подачи 45 50 55 При обработке закрытого венца инструментом 5 при скрещивающихся осях инструмента и заготовки наличие скоса у зубьев колеса 1 со стороны закрытого торца способствует увеличению допустимого угла скрещивания осей, что повышает технологичность конструкции таких зубчатых колес.Угол скоса конической фаски определяется зависимостьюЬ 1 - Ьг 1где уг - угол скоса конической фаски;Ь - высота скоса;Ьг=г-гг,здесь га - радиус Окружности выступов зубьев большего колеса или бурта;гг - радиус окружности начала формирования конической фаски;п 1 и Ьг - параметры передачи инструмент-заготовка, определяемые зависимостямип 1 = г 2 (а + г г )/4 алло ид (алло + г - гао) /4 дроф здесь ао - межосевое станочное расстояние;гао радиус окружности выступов инструмента;Хр - расчетное значение угла скрещивания осей при наличии конической фаски.При обработке методами продольной и диагональной подач, а также методами врезного шевингования и короткого хода расчетное значение предельно допустимого угла скрещивания осей Хр определяется равенством 9/- 32; =агсщМ - гьо сов сто 19 сто 19 %що где ЧЧ - ширина разделительной канавки между торцовыми поверхностями блочных зубчатых колес или зубчатым колесом и буртом;3 - величина гарантированного бокового зазора между торцовыми поверхностями инструмента и заготовки с учетом допустимого выхода торцовой поверхности инструмента эа торец закрытого венца (при обработке методом короткого хода и врезном шевинговании значение величины Б ф= (12) мм, при диагональном методе обработки Я = (34) мм и обработке методом продольной подачи Я = (56) мм; при хонинговании зубчатых колес методами диагональной и продольной подач значение величины может быть уменьшено на (1-2) мм; 5 10 15 20 25 гьо - радиус основной окружности инструмента;алло - угол станочного зацепления инструмент-заготовка;ао - угол давления при вершине эвольвентного участка зуба инструмента.Значение угла ао принимается для полностью изношенного инструмента, т, е. после последней допустимой его переточки.При обработке зубчатого венца методом тангенциальной подачи необходимо учитывать длину рабочего хода тангенциальной подачи Ыг = В 1 т 9 2 д г, где О г- длина рабочего хода при обработке методом тангенциальной подачи;В 1 - ширина зубчатого венца обрабатываемой шестерни;2, т - расчетное значение угла скрещи-вания осей при обработке методом тангенциальной подачи.С учетом длины рабочего хода при тангенциальной подаче расчетное значение угла скрещивания осей определяется зависимостью Угол скоса конической фаски у (2 т, е. не превышает уг 10, что не оказывает какого-либо влияния на прочность зуба большего колеса блочной шестерни, поскольку наиболее напряженная зона размещается у основания зуба, т. е. на участке, где рабочая ширина зуба при модификации остается без изменения (см, Устиненко В, Л, Напряженное состояние зубьев цилиндрических прямозубых колес. - М.: Машиностроение, 1972.Следует отметить, что с целью предупреждения обламывания краев зубьев косозубых колес их снабжают скосами с обоих торцов, значение угла наклона которого рекомендуется принимать у =50-55 (см. Кудрявцев В, Н. Зубчатые передачи. Л,: Машгиэ, 1957, С. 180-181), т, е, в пять с лишним раз больше, чем в рассматривае1832168 гсдовод Ц о д:4 + (гро зЬ- г ) 10 б и б, - диаметры рего основания тре;о - радиус окружнктивную зону эволя зуба инструменлр - расчетное знаосей при налйчиихности зуба инстр ершинее азмещения апеции (ве меньшнижнГрщей апрофи ости, огранильвентного ута:чение угла скСКОСа на ТОРумента,О/+ С иваю- астка ещи- овой+ (гао соз 2 + Ф9 Хр и, 3 и, ой и 40 е Равенст 4 а+С Пао ГЬо СОВ Йвво т 9мен лове набжают ной форй канаворой при диагоИНГОВЭмом случае, при этом считается, что это не влечет эа собой снижения прочности модифицированного зубчатого колеса,ДЛя СЛуЧая, КОГда ба 2 ааО + Гао, торцовую поверхность бурта или зубчатого колеса снабжают кольцевой канавкой конической или трапецеидальной формы.На фиг, 2 показано зубчатое колесо с закрытым венцом, торцовая поверхность которого снабжена кольцевой канавкой конической формы, Такая форма канавки рациональна при обработке зубьев закрытого венца методами продольной и диагональной подач, а также врезном шевинговании и обработке методом короткого хода, геометрические параметры которой определяются зависимостями: где бс - диаметр размещения вершины к нуса кольцевой канавки;ф - угол, образованный между образ ющей конической поверхности канавк прилежащей к торцовой поверхности инс румента, и торцовой поверхностью бурта-ф - угол, образованный между обр эующей конической поверхности канавк прилежащей к наружной цилиндрическ поверхности инструмента, и торцовой и верхностью бурта:1 - допустимая величина углубления тело торцовой поверхности бурта или бол шего зубчатого колеса при формировани кольцевой конической канавки;2 р - расчвания осей прконической фовом етное значение угла скрещии наличии кольцевой канавкрмы, определяемо где С=1-с,При обработке зубчатых колес тангенциальной подачи или инстр снабженным скосом, торцовую ность бурта или большего колеса с кольцевой канавкой трапецеидаль мы. На фиг, 3 показана форма так и, геометрические параметры кот бработке методами продольной альной подач, а также врезном ш нии и методом короткого хода, инструментом, снабженным скосом, определяются зависимостями; бс =2= агсщ ( ао + (гво соз 2, + Г 19 При обработке закрытого венца методом тангенциальной подачи инструментом, снабженным скосом, значение величины ба определяется равенством/,:/ъ/////Д -/и/Ц и при обработке традиционным инструментом (без скоса) значение величины бв=бс - Ь 1 т 9 2, а Угол скРещиваниЯ осей принимается равным Ц .Выбор глубины кольцевой канавки 1 определяется техническими требованиями, предъявляемыми к зубчатому колесу и требованиями к его прочности, С целью сохранения прочности зубчатого колеса кольцевые канавки или скос на торцовой поверхности бурта могут быть получены при штамповке заготовок зубчатых колес или методом вальцовки или круговой прокатки. На фиг, 4 - 6 показаны варианты такого исполнения. Расчеты показывают, что при выполнении комплексных мероприятий угол скрещивания осей возрастает в два и более число раз в сравнении с обработкой традиционных зубчатых колес, Наибольшая эффективность при обработке з бчатых колес для случая, когда ба 2 б 2, + Г 2, достигается при обработке методами врезного шевингования и ко откого хода, а для случая, когда ба 2 а 2, + а - методами врезного и тангенциального шевингования.Следует отметить, что в отдельных слу-. чаях достаточно принять значение величи1832168 ны с=(1 - 2) мм, что позволяет осуществить обработку закрытого венца стандартным инструментом (шевер, хон) с углом скрещивания осей Х =5 о или Х "10 о. Это позволяет отказаться от дорогостоящего 5 специального инструмента и существенно повысить качество и производительность процесса отделки,Формул а изобретения 10 1. Зубчатое колесо, содержащее закрытый зубчатый венец и второй зубчатый венец или бурт, соединенные между собой ступицей с разделительной канавкой, при этом боковые поверхности зубьев закрыто го венца со стороны разделительной канавки снабжены скосами, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения технологичности конструкции зубчатого колеса при обработке закрытого венца при 20 скрещивающихся осях инструмента и заготовки, торцовую поверхность бурта или зубчатый венец большего колеса со стороны разделительной канавки снабжают конической фаской, угол скоса которой уопреде ляется зависимостью во В 1 П р 1 ) 21гс 19 12ао +(гвосов+ й 1 - йГ 1уг =агс 191 г ),где Ь - высота скоса, Ьг=гв-гг;га - радиус окружности выстубольшего колеса или бурта;гг- радиус окружности началвания конической фаски;п 1 и Ьг - параметры передзаготовка, определяемые пов зубьев ормир ачи инструза висимомент- тями вания о ЧЧ+ С 2 -агсэпг 1 Ьо сов Юво 19 яао 1 40 ежос адиус где С=1.-3.3, Колесо ися тем, что торбольшего эубчцевой канавкогеометрическирой определяю и 2,отличающ поверхность бурт олеса снабжают ецеидальной фо метры элементов исимостями ееили ольрмы, отооп значение угла Хр скрещивания аличии конической фаски при обетодами продольной и диагональч, а также методом врезного ания и короткого хода определяет- твом атого к й тра е пара тся за с=2 ь=2 где Я между зубчат ина разделитель ыми поверхностя с или зубчатых кол ина гарантировану торцовыми по и заготовки; и канавки и блочных с с буртом; го боково- рхностями торцо х коле велич ра межд мента= агс 19 дв 192 фго зазо инстру бр=где аао - мгао ррумента,расчетноеосей при нработке мной подашевинговся равенс2 в -аГС 1 С(+ г - гао) /4 эвоое станочное расстояние;ружности выступов инстгьо - угол станочного зацепления инструмент-заготовка;иво - угол станочного зацепления инструмент-эаготовка;аво - угол давления при вершине эвольвентного участка зуба инструмента,2. Колесопоп.1, отличаю ееся тем, что в случае, когда га 2 ао + г 2 ао торцовую поверхность бурта или большего зубчатого колеса снабжают кольцевой канавкой конической формы, геометрические параметры элементов которой определяются зависимостямигде бс - .диаметр размещения вершины конуса кольцевой канавки;ф - угол, образованный между образующей конической поверхности канавки, прилежащей к торцовой поверхности бурта;ф - угол, образованный между образующей конической поверхности канавки, прилежащей к наружной цилиндрической поверхности инструмента, и торцовой поверхностью бурта;с - допустимая величина углубления в тело. торцовой поверхности бурта или большего зубчатого колеса при формировании кольцевой конической канавки;Ж - расчетное значение угла скрещи=кч 1 2 аваев + 1,Гво СОВ 2 ф + 1 19 2 ф ) -где дс и д - диаметры размещения вершин меньшего основания трапеции (верхнее и нижнее);гро - радиус окружности, ограничивающей активную зону эвольвентного участка профиля зуба инструмента;л - расчетное значение угла скрещис вания осей при наличии скоса на торцовой поверхности зуба инструмента .ф=агсз и1 В/ - Яроиз твенно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 2606 Тираж ВНИИПИ Государственного комитета по изобретени 113035, Москва, Ж, Раушскаяодписное и открытиям при ГКНТ СС б., 4/5