Способ нарезания криволинейных зубьев гипоидных пар

 

Изобретение относится к металлообработке и может быть использовано при производстве зубчатых колес гипоидных передач с криволинейными зубьями. Сущность изобретения заключается в том, что при обработке криволинейных зубьев гипоидных передач резцовая головка Ри с начальными установками VOi, HOi, Oi и qi вращается вокруг оси Oi-Oi при нарезании шестерни и вокруг оси 02-02 при обработке колеса с начальными установками резцовой головки VOa, H02, UOz и Q2 соответственно. Центр станка располагается в точке А и совИзобретение относится к металлообработке и может быть использовано при производстве зубчатых колес гипоидных передач с криволинейными зубьями. Известен способ обработки криволинейных зубьев гипоидйых передач в условиях обката, когда сообщают инструменту поворот вокруг оси, параллельной оси инструмента . Наиболее близким к заявляемому является способ обработки криволинейных зубьев конических и гипоидных передач, при котором в процессе обработки колесу сообпадает с вершиной начального конуса каждого элемента гипоидной пары. В процессе обработки ось Pi-O.i инструмента для нарезания гипоидной шестерни и ось 02-02 инструмента для нарезания гипоидного колеса поворачивается вокруг оси 0-0 воображаемого производящего колеса. Период обкатки при полной обработке впадин зуба гипоидной шестерни соответствует дуге Dd, а колеса -дуге Ее. Таким образом, при нарезании криволинейных зубьев гипоидных передач заготовка постоянно находится в фиксированном положении на оси 0-0, поэтому отпадает необходимость введения гипоидного смешения при нарезании и взаимного перемещения в процессе резания между заготовкой и инструментом, а также между осью инструмента и осью поворота инструмента. В связи с этим будут различны углы наклона линии зубьев производящих колес для нарезания гипоидных шестерни и колеса ( /Sk), а угловые (qijt Q2) и радиальные (Uoif U02) установки и, следовательно, некоторые другие параметры производящих колес. 3 ил. щают прямолинейное перемещение в направлении оси инструмента, производят угловое перемещение оси колеса относительно оси поворота инструмента и изменяют расстояние между осью инструмента и осью поворота инструмента. Недостатком этого способа являются сравнительно низкая производительность, сложность обработки криволинейных зубьев и узкие технологические возможности станка ввиду перемещения заготовки в процессе зубонарезания в прямолинейном направлении и угловое перемещение ел с со § ю 00 СО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю В 23 F 9/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОспАтент сссР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕ НТУ

В (21) 4945780/08 (22) 30.04.91 (46) 07,05.93. Бюл. ЬЬ 17 (71) Производственное объединение "Белгородский завод энергетического машиностроения" (72) Ю.В.Никулин, В.И,Рудницкий, В.В.Упадышев, В.М.Чурсин и А.Т.Лебедев (56) Авторское свидетельство СССР

N 9436830, кл. В 23 F 9/00, 1980, (54) СПОСОБ НАРЕЗАНИЯ КРИВОЛИНЕЙНЫХ ЗУБЬЕВ ГИПОИДНЫХ ПАР. (57) Изобретение относится к металлообработке и может быть использовано при производстве зубчатых колес гипоидных передач с криволинейными зубьями. Сущность изобретения заключается в том, что при обработке криволинейных зубьев гипоидных передач резцовая головка R> с начальными установками Ч01, Н01, 01 и q1 вращается вокруг оси 01-01 при нарезании шестерни и вокруг оси 02-02 при обработке колеса с начальными установками резцовой головки V02, НО, 002 и щ соответственно, Центр станка располагается в точке А и совИзобретение относится к металлообработке и может быть использовано при производстве зубчатых колес гипоидных передач с криволинейными зубьями.

Известен способ обработки криволинейных зубьев гипоидйых передач в условиях обката, когда сообщают инструменту поворот вокруг оси, параллельной оси инструмента, Наиболее близким к заявляемому является способ обработки криволинейных зубьев конических и гипоидных передач, при котором в процессе обработки колесу сооб„„Я2„„1814598 А3 падает с вершиной начального конуса каждого элемента гипоидной пары. В процессе обработки ось 01-0> инструмента для нарезания гипоидной шестерни и ось Oz-02 инструмента для нарезания гипоидного колеса поворачивается вокруг оси 0-0 воображаемого производящего колеса. Период обкатки при полной обработке впадин зуба гипоидной шестерни соответствует дуге

Dd, а колеса — дуге Ее. Таким образом, при нарезании криволинейных зубьев гипоидных передач заготовка постоянно находится в фиксированном положении на оси 0-0, поэтому отпадает необходимость введения гипоидного смешения при нарезании и взаимного перемещения в процессе резания между заготовкой и инструментом, а также между осью инструмента и осью поворота инструмента, В связи с этим будут различны углы наклона линии зубьев производящих колес для нарезания гипоидных . шестерни и колеса (P> PPz ), а угловые (ц1р

=ц2) и радиальные (411 юг) установки и, следовательно, некоторые другие параметры производящих колес. 3 ил. (л щают прямолинейное перемещение в на- . Q правлении оси инструмента, производят уг- 00 ловое перемещение оси колеса относительно оси поворота инструмента и, изменяют расстояние между осью инструмента и осью поворота инструмента.

Сд

Недостатком этого способа являются сравнительно низкая производительность, сложность обработки криволинейных зубьев и узкие технологические возможности станка ввидУ перемещения заготовки в процессе эубонарезания в прямолинейном направлении и угловое перемещение

1814598 заготовки относительно оси инструмента и оси поворота инструмента соответственно и изменения расстояния между осями самого инструмента и его поворота.

Нарезание криволинейных зубьев каждого элемента гипоидной пары осуществляется в условиях обката имитирующим производящее колесо инструментом, которому сообщают поворот вокруг оси, параллельно его геометрической оси, обработку каждого элемента гипоидной пары осуществляют инструментами, имитирующими различные производящие колеса: при нарезании гипоидного колеса радиальное и угловое положение центра инстру, мента определяют в соответствии с зависимостями

Оо2= (Rrg2 — R slfl)62 ) + (Rg саэ Д )

20 (1) а2= arctg(Ru cospz /(Rm2- Ru з! pz); (2) при нарезании гипоидной шестерни радиальное и угловое положение центра инструмента определяют в соответствии с 25 зависимостями

Um>= (Rm -%, Stnj91) +(Ru СОВф1>

30 о . (3) щ = Bfctg(Ru ñîs Pl/(Rn,> — R< slп Pt)); (4) где 0ы;2 — радиальная координата положения цейтра инструмента соответственно 35 для обработки шестерни и колеса, мм;

q1,2 — угловая координата положения центра инструмента соответственно для обработки шестерни и колеса;

R 2 — начальное конусное расстояние 4О для расчетной точки соответственно для обработки шестерни колеса, мм;

R< — номинальный радиус инструмента,,мм;

Š— гипоидное смещение в передаче, мм;

Pz- угол наклона линии зубьев в расчетной точке гипоидного колеса, град,.

Угол накона линии зубьев в расчетной точке гипаидной шестерни определен соотношением

pt =pz + arcsin(E/Rm2). (5)

Причем нормальный модуль зацепле- 55 ния в расчетной точке прйнят одинаковым дпя обоих производящих колес.

Использование указанных установок сокращает и упрощает настройку станка; тем самым повышает общую проиэводительность нарезки криволинейных зубьев гипаидных колес.

На фиг.1 изображена зубчатая пара; шестерня 1 и колесо 2 и 3 — теоретическая линия зубьев колеса и шестерни; на фиг.2— пространственная схема обработки криволинейных зубьев гипоиднай передачи в условиях обката; на фиг,3 — плоская схема обработки криволинейных зубьев гипоидной передачи.

В зацеплении (фиг.1) гипоидных шестерни 1 и колеса 2 разность углов наклона линии зубьев Р< и Pz расчетной точке.

При обработке криволинейных зубьев гипоидных передач реэцавая головка R с начальными установками Uo и q1 вращается вокруг оси 01-01 при нарезании шестерни, и вокруг оси 02-02 при обработке колеса, с начальными установками резцовой головки

002 и q2 соответственно (фиг.2). Центр стан-. ка располагается в точке А и совпадает с вершиной начального конуса каждого элемента гипоидной пары. В процессе обработки ось Oi-01 инструмента для нарезания гипоидной шестерни и ось 0-0 инструмента для нарезания гипоидного колеса поворачивается вокруг оси 0-0 воображаемого производящего колеса, Период обкатки при полной обработке впадин зуба гипоидной. шестерни соответствует дуге Dd, а колеса— дуге Ее. Таким образом, при нарезании криволинейных зубьев гипоидных передач заготовка постоянно находится в фиксированном положении на оси 0-0, поэтому отпадает необходимость введения гипоидного смещения при нареэании и взаимного перемещения в процессе резания между заготовкой и инструментом, а также между осью инструмента и осью поворота инструменга. В связи с этим будут различны углы наклона линии зубьев производящих колес (фиг.3) для нарезания гипоидных шестерни и колеса (/Çt ФЩ}, а угловые (QQQ2) и радиальные (0о1 ф 0о2) установки и, следовательно, некоторые другие параметры производящих колес.

Пример расчета наладочных данных для нарезания криволинейных зубьев гипоиднай пары, Расчет произведен для зубчатых колеса и шестерни с нижеприведенными параметрами зубьев.

Колесо гипоидной передачи;

Мадульнонормальный в расчетном сечении еп, мм 3,5

Число зубьев 72 31

Тип зуба Круговой

Форма зуба LLl

Угол наклона линии зуба fb ЗОО

1814598

Направление линии зуба Правое

Среднее конусное расстояние Rmz, мм 65,821046

Коэффициент смещения Х,1 0

Коэффициент изменения толщины зуба Xt;t 0

Высота головки зуба па2, мм 3,5

Высота ножки зуба п 2, мм 4,375

Полная высота зуба nez, мм 7,875

Угол делительного конуса о2 72 07 17"

Угол наклона линии зубьев вС расчетной точке шестерни, определяется соотношением ф) =Д + arcs in(E/Rmz) - 30 + 15

arcsin(12/65,821046) = 40,5045О = 40 30 16"

Шестерня гипоидной передачи

Модульнормальный в расчетном сечении m(), мм 3 5

Число зубьев Z> 10 20

Тип зуба Круговой

Форма зуба Ш

Угол наклона линии зубаpl 40 30 16"

Направление линии зуба Левое

Среднее конусное рас- 25 стояние Rml, мм 75,382695

Коэффициент смещения Х()1 0

Коэффициент изменения .толщины зуба Хг 0

Высота головки зуба nRl, MM 3,5

Высота ножки зуба Ьг), мм 4,375

Полная высота зуба he1, мм 7,875

Угол делительного конуса д1 17 46 38"

Расчет наладочных данных. 35 .1, Расчет наладочных данных для нареэания гипоидной шестерни. 1$1. Применяем диаметр резцовой головки (ГОСТ 19326-73)

do = 125 мм; RU = 62," мм; развод резцов 40

W=1,0мм.

1,2. Угловая установка центра резцовой головки

q> = arctg(R(соз j31/(Rml - Ии sir@> )) =

àrctg(62.5 0,760355/(75,382695 - 62,5)(45 х 0,649508) = 53,7941О.

1,3. Радиальная установка центра резцовой головки

Up) (Rml - йи sing<) +(йи cos/3 ) - 50 ч(75.382695-62,5$0,649508) -(62,5$0,760355)

= 58,894771.

1.4. Вспомогательные величины, 55

hR l = W/2+ heal tga = 1/2+ 4,375 0,36397

= 2.09237

xhRl =

62 5 -75 382695 х 0 649608 (75.362695 — 62,570.649506) +(62.570.760355), х 2,09237 = 0,48098

1.5. Радиальная установка центра резцовой головки при нарезании, вогнутой части зуба шестерни и,| ййг - а;$(л))чт(9. 00 г)3 ) и1= (475,382695 - 62 5 0 649508) +

+(62,5 0,760355) + 0,48098 = 59,375751; выпуклой стороны зуба шестерни

Фг,т. ч, тк и к лкР ш 1 2. Расчет наладочных данных для нарезания колеса гипоидной передачи.

2.1. Угловая установка центра резцовой головки а2 = arCtg(R() COS Д/(RmZ- йи Sin Д)) =

arctg(62,5 0,866026/(65,821046 — 62,5 0,5)) =

57;4333О, 2.2. Радиальная установка центра резцовой головки ф 5 38

0 24(R 2 - R» $10 ) + (Ru 00$70)

2 27

4(65,821046 — 62,5 0,5) + (62,5 0,866026P =

64,224985.

2.3. Вспомогательные величины.

ЛВ2 = ЧЧ/2 + hrz tga = 1/2 + 4,375 0,36397

= 2,09237; ог

2 2 =

625 — 65821046х05 х (65,821046 — 62.5 х 0,5 )2 + (62,5 х 0,866026 ) х 2,09237 - 0,963988.

2.4. Радиальная установка центра резцовой головки при нарезании: вогнутой части 3 ба коласа и. (RmZ)-80$В82) +(8000 6+73()2

4(65.821046 - 62,5 0,5) + (7/62,5 0,866026) +

+ 0,963988 = 65,188973; выпуклой сто оны з ба колеса

U ) (Rm2) Ru з)п/22) +(Йиcospz) -602

*ф(65,821046 - 62,5 0,5) + (62,5 0,866026)

0,963988 = 63,260997, Аналогичным образом производится расчет геометрии зацепления и наладочных анных станков для нарезания круговых зубьев гипоидных передач форм l u li и дру-, гих форм продольной линии зубьев гипоидных передач, 1814598

Использование указанных установок сокращает и упрощает настройку станка, т.е. повышает общую производительность нарезки криволинейных зубьев гипоидных колес.

Формула изобретения

Способ нарезания криволинейных зубьев гипоидных пар в условиях обката имитирующим производящее колесо инструментом, которому сообщают поворот вокруг оси, параллельной его геометрической оси, отличающийся тем, что обработку каждого элемента гипоидной пары осуществляют инструментами, имитирующими различные производящие колеса, причем при нарезании гипоидного колеса радиальное и угловое положения центра инструмента определяют в соответствии с зависимостями.

Оо2 =4йп 2) Ru sin Pz) + (Ru соз Pz), сф2 = arctg(Ru cosPz /(Rm Ru sin ф2)), а при нарезании гипоидной шестерни радиальное и угловое положения центра инструмента определяют в соответствии с зависимостями, Uo> Rmi RU sin pip+ (RM Cog> ), q> = acrtg(Ru соз ф /(Rmi - Ru SIA P1), где Vg,2 — радиальная координата положения центра инструмента соответственно для обработки шестерни и колеса, мм; ц1р — угловая координата положения центра инструмента соответственно для обработки шестерни и колеса;

Rm — начальное конусное расстояние для расчетной точки соответственно для обработки шестерни колеса, мм;

Ru — номинальный радиус инструмента, мм;

Š— гипоидное смещение в передаче, мм:

Pz — угол наклона линии зубьев в расчетной точке гипоидного колеса, град.; ф =Pz+arcsin(E/Rmg — угол наклона линии зубьев в расчетной точке гипоидной шестерни, град.; причем нормальный модуль зацепления 5 в расчетной точке принят одинаковым для обоих производящих колес.

Составитель И.Упадышав

Тех ред M.Морге нтал Корректор у.дндрушенко

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, улЛ агарина, 101

Заказ 1030 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35. Раушская наб„4/5