Способ приработки зубчатых пар

 

Изобретение относится к области финишной обработки деталей, а именно к приработке зубчатых пар на установках по схеме замкнутого контура, составленного из элементов зубчатой с инструментами , с использованием электроммпупьскых, электроэрозионных и подобных методов обработки. Сущность изобретения заключается в учете кинематических условий зацепления в процессе приработки зубчатых пар. Частота следования импульсов технологического тока моделируется пропорционально скорости перемещения точек контакта зуба инструмента с профилем зуба прирабатываемого элемента пары, а величина технологического тока задается в соответствии с требуемой интенсивностью износа в каждой контактной точке эвольвентньгх профилей зубьев, определяемых по приведенным зависимостям. 4 ил.

Комитет Российской Федерации но натентам н товарным знакам (i ) RÖ пц (51) 823F19 02 323 Н1 02 (21) 5022411/08 (22) 14.01.92 (46) 30.12.93 Ьюл Na 47-48 (75) Беляев А.И„ Сирицын А.И„Михайлов ГИ„ Сирицын ДА (73) Сирицын Алексей Иванович (54) СПОСОБ ПРИРАБОТКИ ЗУБЧАТЫХ ПАР (57) Изобретение относится к области финишной обработки деталей, а именно к приработке зубчатых пар на установках по схеме замкнутого контура, составленного из элементов зубчатой пары с инструментами, с использованием электроимпульсных, г электроэрозионных и подобных методов обработки

Сущность изобретения заключается в учете кинематических условий зацепления в процессе приработки зубчатых пар, Частота следования импульсов технологического тока моделируется пропорционально скорости перемещения точек контакта зуба инструмента с профилем зуба прирабатываемого элемента пары, а величина технологического тока задается в соответствии с требуемой интенсивностью износа в каждой контактной точке эволь. вентных профилей зубьев, определяемых по приведенным зависимостям 4 ил..

"..005014

35 тельно обработанное зубчатое колесо 3, за45 цепляемое с размещенным на валу 2

Фзобретение относится к финишной об— работке зубчатых колес и может быть использовано для приработки шестерни и

KofIBc8 на установках по cxGM8 замкнутого контура, составленного из элементов зубчатой и аоы с инструмента14и, с использованиGM электроимпульсных,.злектроэрозионных и подобных методов обработки.

Наиболее близким по технической сущности является способ злектроэрозионной приработки сопрягаемых деталей на примере зубчатых колес с применением в качестве инструмента — катода парных элементов, заключа ощийся в изменении полярности технологического тока. Время работы «а прямой и обратной полярности определяют из зависимости, включающей время приработки, передаточное отношение и относительный объемный износ, определяемый выбранным режимом источника тока.

Недостатком указанного способа является то, что он не учитывает особенностей износа в зубчатой паре, который в большой мере зависит от кинематических условий зацепления, определяемых скоростью скольжения точки контакта зубьев шестерни и колеса с учетом зон одно- и двухпарного зацепления. По указанному способу приработка сог рягаемых поверхностей приведет

;; иск:: жен,ю контактирующих эвольвентных поверхностей зубьев шестерни и колеc8, ITG o 0 TcÉ на снижении Toчности и качестве Г1рирабатываемой зубчатой паоы ; а акже сопрягаемости зубьев шестерни и колеса.

Цель изобретения — повышение точности и качества приработки посредствам учета зон одно- и двухпарного зацепления HB

Всех стадиях пpI! работки в условиях замкну

ТОГО контура, ОбразованноГО элементами зубчатой пары с инструментами, указанная цель достигается тем, что при приработке зубчатых пар с использованием электрозрозионного износа с применением в качестве инструмента-катода парных элементов с изменением полярности и времени действия технологического тока в соответствии с передаточным отношением и величиной износа при заданных режимах технологического тока частоту следования импульсов технологического тока моделируют пропорционально скорости перемощения точек контакта зуба инструмента с профилем зуба прирабатываемого элемента пары, а величину технологическоГО тока задают в соответствии с требуемой интенсивностью износа согласно приведенным зависимостям

30 й=К е С1ГО <= К в coI (о+1)/О р1; =К Мг= Кр в Oe (I.+1)/р2, при =1 Кс "и при 1 « 2<Ô =2 где С1, С2 — удельная скорость скольжения контактной точки соответственно для шестерни и колеса; в1 и са — угловые скорости шестерни и колеса; в — текущая координата точки контакта от полюса зацепления; .

u — передаточное отношение прирабатываемой зубчатой пары; р1 и p2 — текущие значения радиусов кривизны эвольвентного профиля соответственно для шестерни и колеса;

К g — коэффициент, учитывающий перекрытие в передаче, Применение предложенного способа обеспечит равномерный съем металла с прирабатываемых эвольвентных профилей зубьев шестерни и колеса от вершины до впадины и решит задачу повышения точности и качества приработки, На фиг, 1 представлена принципиальная схема установки, на которой реализуется предлагаемый способ; на фиг. 2 показана картина требуемой интенсивности износа эвольвентных профилей зубчатой пары; на фиг. 3 изображены абсолютная скорость перемещения контактной точки в активной части звольвентного профиля шестерни и величина технологического, тока в одно- и двухпарной зоне зацепления; на фиг, 4 — то же; для колеса.

На приводном 1 и ведомом 2 валах установлены две пары зубчатых колес с одинаковыми параметрами зацепления на одном валу (см, фиr. 1). С левой стороны на валу 1 расположено прирабатываемое предварикатодом-инструментом шестерней 4, а с правой стороны на валу 2 — прирабатываемая, предварительно обработанная, шестерня 5, зацепляемая с размещенным на валу 1 катодом-инструментом колесом 6, Вал 2 выполнен в виде торсиона с нагружателем 7. Привод осуществляется от электродвигателя постоянного тока 8 через клиноременную передачу 9 на вал 1. 8алы 1 и 2 электроизолированы от корпуса установки и от зубчатых колес 3 — 6. Через токосьемные кольца на валах 1 и 2 в зону зацепления прирабатываемых колес 4 ч 6 От генераторов 10 и 11 подаются электрические сигналы, частота следования (плотность

005014 в1 и со2 -- угловые скорости шестерни и колеса; в — текущая координата точки контакта от полюса зацепления;

5 u — передаточное отношение прирабатываемой зубчатой пары; р1 и рг — текущие значения радиусов кривизны эвольвентного профиля соответственно для шестерни и колеса;

10 К вЂ” коэффициент, учитывающий перекрытие в передаче.

На фиг. 2 представлена картина интенсивности износа зуба шестерни 5 и колеса

3, где"кривая 14 показывает интенсивность износа !!Ожки до полюса Р и головки зуба шестерни (при подводе технологического тока к . атоду 6); кривая 15 — интенсивность износа головки до полюса Р и ножки зуба колеса) при подводе технологического тока к катоду 4), Кривые 14 и 15 построены для замкнутого контура. образуемого прирабатываемой тяговой зубчатой парой с параметрами:шестерня л1=28; колесо zz=121, модуль m=7 мм, имеющими угловые скорости соответственно в1=52,3 с и rr>2=12,1 с с передаточным отношением u=52,3/12,1=4.3.

Форм= зуба арочная, вращение шестерни по часовой стрелке.

Задавая значения в 1! рассчитывая р! и

30 р2 для шестеони и колеса, можно получить конкретные значения С1, С2 и Л1, A.

Ниже приведены некоторь.е их значения при условии однопарного зацепления

3,5

174,8

10,3

0,89

2384,88

2,55

8,5

169 9

3,53

0,798

412,2

" "8

33,5

144 8

0

5

28,5

149,8

0 2»

0,179

48,8

0,496

15.

18,5

159,8

0,91

0,499

150,4

:1,39

32,5

0,037

0 03 о"

0,302

-1

С2

/ц+

Л2 *

A 102

Л1 — интенсивность износа ножки шестерн

Й** то ее, Головки колеса, Аналогично определяется износнзя картина для голов:и шесте ни и ножки колеса, 35

Кривые 16 и 17 Отра>ка!От изменение плотности техноло! ического тока !т Вдоль ак" тив.-юй части звольвентного профиля зацепления соответстве! Гно для колес 5 и 6,3 и 4.

С y«eTov, ao; Одно- и qayxnapHoi 40 зацепления в соогве-ствии с величиной

cKopor, Tè перемещения тОчки контакта

VT для шестерни 5, показанной на прямой 1!8 (см, фиг. 3), и для колеса — на прямой 19 (см. фиг. 4), xaf>aêòåð, Величина и 45 частпта! следования им пул ьсов технолОГиче технологи !еского тока) которых моделируется управляющим блоком 12 на основе информации датчика положения 13, располо>кенного на валу 1 и показывающего фазу расположения зубЬев зацепляющихся колес (начало зацепления — НЗ и конец зацепления — КЗ в активной части эвольвентных профйлей шестерни и колеса на фиг. 3 и 4). Под действием электрического импульсного разряда на контактируемых прирабатываемых поверхностях колеса 3 и шестерни 5 образуются лунки, число которых зависит от частоты следования импульсов, а параметры . ероховатости — от мощности разряда.

Нагружение В замкнутом контуре осуществляется От нагружателя 7, выполненно-o в виде пневмо- или гидроцилиндра.

Требуемая интенсивность износа в каждой точке контакта эвольвентных профилей прирабатываемых шестерни 5 и колеса 3, определяется соответственно для шестерни и колеса эависимостямР!:

А=К С1 ю1=-К g в rl>1 (u+1)u а1;

"<)=:Kд С2 о>2=-K, a а2 (u+1)/p2;

l1r;è Я =1 <. - = и при ": < Я «- 2; . p =2, де и 2 уj:,Di"*ьные ol(o ест!.-: скольжения TU !ки конта;;та соответственно для

1,lecTepl- и к01eca: скОГО Т0КВ !т ВдОль активной части эвольвентного профиля от на-:ала зацепления (н.з.) и до конца зацепления (к.з.) представлены графиками (фиг. 3 и 4). Например, в зоне контакта с параметрами: В=5 мм, р1=28,5 мм; р2=149,8 мм величина технологического тока составит !T=5...6 А, а частота следования электрических импульсов с учетом К р. =2 будет равна 12... I5 кгц.

Способ приработки зубчатых пар реализуется на приведеннсй установке следующим образом.

2005014

10 ным зависимостям. 20

Нагрузку и частоту вращения прираба35 ность износа определяют в соответствии с зависимостями

Ь1=V,,..Ь ж (U+1)/Up, A2= K b 2(- + 1) р2, 40 где ю и м - угловые скорости шестерни и колеса соответственно;

Ь - текущая координата точки контакта от полюса зацепления;

L - передаточное отношение прирабаты4Ь ваемой зубчатой пары; р1 и рр - текущие значения радиусов кривизны эвольвентнаго профиля для шестерни и колеса соответственно;

К, - коэффициент, учитывающий перекрытие в переда .е: при i=1 К,=1, при 1<г 2 К,=2..

Предварительно нарезанные колесо 3 и шестерня 5 устанавливают соответственно на валы 1 и 2, вводят в плотное зацепление с катодом-инструментом шестерней 4 и катодом-инструментом колесом 6 соответственно. По информации датчика 13 управляющий блок 12 управляет работой генератора 10 и 11, моделируя импульсы технологического тока и подводя их в зону контакта с частотой, пропорциональной скорости перемещения точки контакта зуба инструмента с профилем зуба прирабатыва- емого элемента пары с учетом зон одно- и двухпарного зацепления. При этом величину импульсов технологического тока задают в соответствии с требуемой интенсивностью износа А1 и hg в каждой точке контакта зубьев прирабатываемой шестерни 5 и колеса 3, определяемой по ранее приведен; тываемых зубчатых колес регулируютупрааляющим блоком 12 таким образом, чтобы обеспечить приработку зубчатых пар в условиях резонанса, осуществляя размыкание контакта прирабатываемых зубьев за счет динамических явлений, мягкого удара. Этим обеспечивается равномерный съем металла с звольвентных профилей зуоьев прирабатыэаемых шестерни и колеса от вершины до впадины, Формула изобретения

СПОСОБ ПРИРАБОТКИ ЗУБЧАТЫХ

ПАР инструментами-катодами в виде парных элементов в условиях электроэрозионного износа, при котором изменяют полярность и время действия технологического тока в соответствии с передаточным отношением и величиной износа при заданной частоте следования импульсов тех.нологического тока, отличающийся тем,.что частоту следования импульсов задают пропорционально скорости перемещения точек контакта зуба соответствующего инструмента с профилем прирабатываемого элемента пары, а требуемую интенсивВ отличие от прототипа предлагаемый способ приработки зубчатых пар учитывает кинематические условия зацепления, при этом частота следования импульсов моделируется пропорционально скорости перемещения точек контакта зуба инструмента с профилем зуба прирабатываемого элемента пары, а величина технологического тока задается s соответствии с требуемой интенсивностью износа в каждой контактной точке, которая в свою очередь зависит от соотношения угловых скоростей шестерни и колеса, величины передаточного отношения зубчатой пары и радиусов кривизны эвольвентных профилей зубьев шестерни и колеса.

Приведенные зависимости Л1 и Ла отражают износную картину в процессе приработки и могут служить программой для выбора режима приработки зубчатых пар с учетом зон одно- и двухпарного зацеплений на всех стадиях приработки в условиях замкнуто о контура, образованного элементами зубчатой пары с инструментами, Равномерный съем металла с прирабатываемых эвольвентных профилей зубьев шестерни и колеса от вершины до впадины решает задачу повышения точности и качества приработки. (56) АВТорсК08 свидетельство СССР

М 559265, кл.В 23 Н 1/02. 1976.

Дуг г

2005014

Составитель А. Беляев

Техред М. Моргентал

Корректор M. Демчик

Редактор А. Бер

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

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

Заказ 3417

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101