Способ шлифования по методу обкатки цилиндрических колес с двояковыпуклыми в продольном направлении зубцами

Способ шлифования по методу обкатки цилиндрических колес с двояковыпуклыми в продольном направлении зубцами

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СССР

М 57716

Класс 49 d, 12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зарегистрировано в Бюро изобретений Госплана при СНК СССР

Н. И. Шавлюга.

Способ шлифования по методу обкатки цилиндрических колес с двояковыпуклыми в продольном направлении зубцами.

Заявлено 13 июля 1939 года в НКТМаш за М 25404.

Опубликовано 31 августа 1940 года.

В обычных передачах цилиндрическими колесами с прямыми зубцами почти всегда наблюдается соприкосновение зубцов только у торцевых кромок вместо контакта по всей длине сопряженных зубцов. Это вызывается двумя основными причинами: первая — деформация валиков при работе зубчатых колес под нагрузкой, вторая — непараллельность осей валиков. Одновременно могут оказывать влияние непараллельность оси отверстия шестерни с осью ее зубчатого венца, перекос шпоночного, соединения шестерни с валом и т. п.

У двух сопряженных зубчать|х колес при работе под нагрузкой их валики будут прогибаться в противоположные стороны под действием сил,,возникающих на зубцах при передаче некоторой мощности. Появление прогиба нарушает параллельность геометрических осей зубчатой пары, и зубцы последней при непараллельных осях соприкасаются уже не по всей длине своей рабочей поверхности, а только у начала или конца зубцов.

Вместо линейчатого соприкосновения зубцы будут иметь точечное соприкосновение сопряженных профилей.

При точечном соприкосновении ве личина удельного давления достигает таких больших значений, что заведомо превышает предел допускаемого по верхностного напряжения. Результатом этого является быстрый преждевременный износ зубцов; требуется замена колес, т. е. остановка, разборка и ремонт машины с такой переда чей. Опасность такого ускоренного . износа вынуждает конструкторов повышать величину модуля, т. е. увеличивать размеры зубчатой передачи, а тем самым и механизма в целом. Это

: ведет к повышению расхода дорого стоящих высококачественных сталей, не устраняя, однако, указанного выше недостатка зацепления.

Известно, что параллельность или . перпендикулярность осей обработан ных отверстий в корпусах зубчатых передач недостижима, как и вообще, цедостижимы в машиностроительной, практике номинальные размеры какойлибо детали. Поэтому и существуют . системы допусков на неточность изготовления, пределы которых определяются требованиями, предъявляемыми к степени точности размеров деталей механизмов. Так, например, для максимального приближения к параллельности осей развод концов последних при расточке отверстий в корпусах передач разрешают в пределах допуска на междуосевое рас- j стояние, т. е. только ограничивают степень непараллельности, отнюдь не устраняя ее. А наличие непараллельности осей валиков ведет также к точечному контакту зубцов колес по концам. Стремление выдержать весьма незначительные пределы отклонений от параллельности осей при расточке отверстий вызывает удорожание расточных работ, так как при повышении точности работы стоимость ее возрастает непропорционально, быстрее роста точности.

Обе указанные основные причины непараллельности геометрических осей сопряженных зубчатых колес, вызывающих неудовлетворительное сцепление зубцов, устранить нельзя. Остается второй путь — так изменить конструкцию зубцов, чтобы эти причины не оказывали влияния на качество и долговечность зубчатой передачи. Этого можно достигнуть применением колес с зубцами, двояковыпуклыми в продольном направлении. Только такие зубцы, независимо от деформации валиков под нагрузкой и непараллельности их осей, обеспечивают соприкосновение рабочих профилей по овальному участку поверхности (пятну); при этом область соприкосновения сохраняет свою площадь, независимо от изменения кривизны упругой линии валика под действием нагрузки или непараллельности осей, как неизбежного дефекта технологического процесса. Соприкосновение по овальному участку поверхности обеспечит небольшую величину удельного давления и, тем самым, значительно повысит долговечность работы зубчатых колес и их компактность, т. е. при меньших размерах механизмов даст возможность передавать более высокие мощности. Это у величит срок службы машин, сохранит расход металла.

Опыт показывает, что шлифование рабочих поверхностей зубцов,не только повышает плавность работы передачи, точность профиля, увеличивает износоустойчивость, но и в то же время, по данным исследований E. Бакингема, уменьшает динамическую нагрузку на зубцы, возникающую во время работы зубчатой пары. Эта дополнительная динамическая нагрузка будет тем меньше, чем ближе профиль зубца к теоретической эвольвепте. Для шлифования рабочих поверхностей, двояковыпуклых в продольном направлении зубцов цилиндрических колес йредлагается шлифо вальным тарельчатым кругам, образующим впадину рейки, с целью получения разной толщины зубца, сообщать колебательное движение вдоль модульной прямой воображаемой рейки, причем во время подачи изделия от начала зубца до его середины шлифовальные круги раздвигаются и, далее, от середины .до конца шлифуемого зубца сближаются.

На чертеже изображена кинематическая схема станка и его главнейших рабочих орта нов (механизмы деления заготовки, правки кругов, компенсации .разности диаметров обкаточного диска и начальной окружности колеса не указаны, чтобы избежать излишнего усложнения схемы).

Инструментом служат два одинаковых тарельчатых шлифовальных круга 1, 2. Образующие внешних конусов этих кругов в сечении, нормальном к шлифуемому зубцу, имеют форму впадины зубчатой рейки, Изделие 8, шлифуемое зубчатое колесо, обрабатывается шлифовальными кругами при перекатывании начальной окружности колеса по некоторой модульной прямой воображаемой рейки, впадину которой образуют шлифовальные круги. С этой целью в направляющих продольных салазок 4 монтированы салазки 5,:на которых укреплен обкатывающийся диск 6, имеющий диаметр, равный диаметру начальной окружности колеса (или отличный при наличии компенсационного устройства), связанный лентами 7 и 8 с плоскостью качения. На оси 9диска также жестко закреплено изделие 3.

Качательное обкатывающее движение получается от двигателя по цепи: колеса 10, 11, гитара xi (шестерни аь

Ь!, ci и 4) настройки скорости обваны на поворотных дисках 29 и ЗО супортов 27 и 28. Гитара настройкихз настраиаается в зависимости от суммы длины зубца плюс некоторый перебег кругов. Профиль эксцентрикб«в (сменных) зависит от характера изменения «продольной кривизны зубца.

1 Z„.,1

ll : О "-л«

l. (oo. кривош.):

Расчетная формула:

2«э где С =у =. «"л«

Х =С. зуб.

2. Для гитары обкатки.

Уравнение баланса:

Zls 1 Zln

2 XÕ,Z, Х«2 — "1. (об. кривош.);

Расчетная формула:

Z,-,.2 2 гле С «2«э 21э 4,з пк

Х,=C,C,„ зуб.

3. Для гитары эксцентрика, Урав «ен««е баланса:

2 2з 1 пп. «2з, = L, 360"<об. эксц.« где nip J — модуль реечной шестерни 21; L« — — L+ а; а — величина перебега

А« — число зубцов реечной ше- шлифовальных кругов. стерни 21; Расчетная формула:

1 я 2«з

Х, = C, roe Сз — -- — - -- —..л«з«2«« L 360- 2,, катки, вал 12, шестерня И, криво- l шипное колесо 14, шатун 15. Послед- ний связан с поперечными салазка- ми 5. Продольная подача сообщается изделию продольными салазками 4, получающими движете от двигателя M по цепи: колеса 10, 16, гитара (шестерни а, b>, c> и А} настройки подач, шестерня 17, кривошипное колесо 18, шатун 19. Во время продольной подачи с целью изменения толщины зубца, возрастающей от концов к его середине, шлифовальным кругам сообщается подача в поперечном к шли-, фуемому зубцу направлении.

Такое изменение размера впадины, воображаемой рейки в процессе продольной подачи связано с размерами зубца и получается .по следующей цепи. Во время хода салазок 4 рейка .

20 вращает колесо 21, от которого, движение, в свою очередь, передается через гитару хз (шестерни аз, b3, c3 и дз) настройки, червячную передачу

22, 28, эксцентрику 24. К этому экс центрику пружинами прижаты поводки 25 и 26 супортов 27 и 28, несущих шлифовальные круги. Для изменения угла давления впадины воображаемой рейки шлифовальныв круги монтиро1. Для гитары подач.

Уравнение баланса:

Расчетные формулы и данной схеме

Если обозначим:

n » — число об/мин электродвигателя; хэ — передаточное отношение сменных колес гитары подач;

f „;, — время одного двойного прохода на один зубец; .л« вЂ” передаточное отношение сменных колес гитары подач; и, — число качательных движений (обкатки). приходящееся на расчетную длину зубца;

L — длина шлифуемого зубца;

L« — — L+ а, где а — величина перебега шлифовальных кругов; хз — передаточное отношение сменных колес гитары эксцентрика; и — угол поворота сменног0 эксцентрика, то расчетные формулы настройки будут следующие.

У р р, ду р P Р зубцами шлифовальными тарельчаты- ки, причем от начала зубца до его ми кругами, образующими впадину середины круги раздвигаются, а от рейки, отличающийся тем, что,сцелью середины до .конца сближаются.

Предмет изобретения.

Способ шлифования по методу обкатки цилиндрических колес с двояковып клыми в п одольном нап авлении образования разной толщины зубца, шли фовальным кругам во время продольной подачи шлифуемого зубца сообщают колебательное движение вдоль мо льной п ямой вооб ажаемой ейГоспланиздат

М 28342

Отв. редактор П. В. Никитин Техред Л. И. Хрош

Тип. «Печатный Двор», зак. ¹ 520, 0 — 575