Многозаходный червяк и инструмент для обработки многозаходных червяков

 

Изобретение относится к машиностроению и инструментальному производству и может быть использовано при изготовления многозаходных червячных пар. Целью изобретения является повышение точности оформирования профиля червяка. Для достижения цели винтовая поверхность червяка в нормальном сечении выполнена криволинейной, а кривизна профиля зависит от исходного контура и связана с ним параметрами, приведенными в тексте описания, режущая кромка инструмента выполнена криволинейной, а кривизна профиля резца связана с исходным контуром плоской инструментальной рейки зависимостью, приведенной в описании. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к машиностроению и инструментальному производству и может быть использовано во всех случаях изготовления многозаходных червячных пар.

Известно, что виток конволютного червяка ZN1 имеет прямолинейный профиль в сечении, перпендикулярном витку, виток червяка ZN2 в сечении, перпендикулярном впадине, а виток червяка ZN3 в сечениях, перпендикулярных линиям витка /1/. Недостаток конволютных червяков линейчатость на винтовой поверхность червяка, а не на профиле исходной инструментальной рейки, что приводит к погрешностям, возрастающих с увеличением угла подъема винтовой линии червяка, не позволяющим точно воспроизвести эвольвентное зацепление зубчатой пары.

Нарезание конволютных червяков осуществляют резцами с прямолинейным профилем, установленным в сечении, нормальном витку червяка, либо нормальном впадине червяка, либо нормально линиям витка /2/.

Недостатком данного способа является формирование линейного профиля на винтовой поверхности червяка, а не на профиле исходной инструментальной рейки, что приводит к погрешностям, указанным ранее.

Целью изобретения является повышение точности формирования профиля многозаходного червяка.

Для достижения указанной цели в многозаходном червяке, профиль которого в нормальном сечении сопрягается с профилем исходного контура плоской инструментальной рейки, винтовая поверхность червяка в нормальном сечении выполнена криволинейной, а кривизна исходного контура и связана с ним параметрами: где X_ч, Y_ч, Z_ч координаты профиля в нормальном сечении; Y_p, Z_p координаты профиля зуба, либо профиля впадины исходного контура плоской инструментальной рейки, мм; Θ₄ угловой параметр, характеризующий переход от плоского исходного контура к винтовой поверхности червяка, рад.

где τω угол подъема винтовой линии червяка на начальном цилиндре, рад; j₄ независимый переменный угловой параметр, взятый со знаком плюс при вращении по часовой стрелки, рад; P_ч винтовой параметр взятый со знаком плюс для многозаходного червяка, со знаком минус правозаходного, мм.

здесь P_x осевой шаг поверхности червяка на начальном цилиндре, мм, а в инструменте для обработки многозаходных червяков, профиль которых сопрягается с исходным контуром плоской инструментальной рейки, режущая кромка инструмента выполнена криволинейной, и кривизна профиля резца связана с исходным контуром плоской инструментальной рейки зависимостью
где X_w, Y_w, Z_w координаты профиля резца, мм;
Y_p, Z_p координаты профиля зуба, либо впадины исходного контура плоской инструментальной рейки, мм;
Θ₄ угловой параметр, характеризующий переход от плоского исходного контура к винтовой поверхности нарезаемого червяка, рад;
iw угол подъема винтовой линии червяка на начальном цилиндре, рад;
Ψ₄ независимый угловой параметр, взятый со знаком плюс при вращении по часовой стрелке, со знаком минус при вращении против часовой стрелки червяка, рад;
P₄ винтовой параметр, взятый со знаком плюс для многозаходного червяка, со знаком минус правозаходного червяка, мм;
P_x осевой шаг винтовой поверхности червяка на начальном цилиндре, мм.

Схема формирования предлагаемого профиля многозаходного червяка показана на чертеже.

Здесь система координат, связанная с червяком. Начало системы расположено в торцовом сечении червяка, ось совмещена с его продольной осью. O_pX_pZ_p система координат, связанная с зубом, либо впадиной исходного контура инструментальной рейки. Начало O_p и ось O_pY_p системы O_pX_pY_pZ_p совпадают с началом и осью подвижной системы координат, ось O_pZ_p развернута относительно оси червяка на угол подъема винтовой линии τω Ориентация исходного контура E_pn G_pnC_лnE_pл определена начальной прямой Н.П. которая касается начального цилиндра червяка радиуса r_w в точке P₀. Профиль плоской рейки достаточно точно увязан с начальным цилиндром червяка только в окрестностях точки P₀, что возможно при незначительных углах текущая точка i_p профиля плоской поверхности рейки имеет координаты Z_p и Y_p. Рейка формирует винтовую поверхность в системе координат , которая является подвижной и в начальный момент совпадает с неподвижной системой O_чX_чY_чZ_ч.

Боковая поверхность профиля червяка получена в результате суммы двух движений: вращения ϕ₄ подвижной системы вокруг оси O_ч Z_ч и поступательного перемещения вдоль этой же оси; где P_x осевой шаг винтовой поверхности червяка на начальном цилиндре, верхний знак для правозаходного червяка, нижний левозаходного.

Инструмент для обработки многозаходных червяков отличается от известных только кривизной профиля резцов, что не требует существенной перестройки сложившихся технологических процессов и облегчает практическое использование нового технического решения. Его реализация особенно эффективна для высокоточных многозаходных червяков и изготовленных на их базе червячных передач делительных пар.

Формула изобретения

1. Многозаходный червяк, профиль которого в нормальном сечении сопрягается с профилем исходного контура плоской инструментальной рейки, отличающийся тем, что, с целью повышения точности формирования профиля, винтовая поверхность червяка в нормальном сечении выполнена криволинейной, а кривизна профиля зависит от исходного контура и связана с ним параметрами

где X_ч, Y_ч, Z_ч координаты профиля червяка в нормальном сечении;
Y_р, Z_р координаты профиля зуба либо профиля впадины исходного контура плоской инструментальной рейки, мм;
Θ_ч - угловой параметр, характеризующий переход от плоского исходного контура к винтовой поверхности червяка, рад.

τ_ω - угол подъема винтовой линии червяка на начальном цилиндре, рад.

j_ч - независимый переменный угловой параметр, взятый со знаком плюс при вращении по часовой стрелке, со знаком минус при вращении против часовой стрелки, рад.

P_ч винтовой параметр, взятый со знаком плюс для левозаходного червяка, со знаком минус для правозаходного, мм:

P_x осевой шаг поверхности червяка на начальном цилиндре, мм.

2. Инструмент для обработки многозаходных червяков, профиль которых сопрягается с исходным контуром плоской инструментальной рейки, отличающийся тем, что, с целью повышения точности формирования профиля, режущая кромка инструмента выполнена криволинейной, а кривизна профиля резца связана с исходным контуром плоской инструментальной рейки зависимостью

где X_w, Y_w, Z_w координаты профиля резца, мм;
Y_р, Z_р координаты профиля зуба либо впадины исходного контура плоской инструментальной рейки, мм;
q_ч - угловой параметр, характеризующий переход от плоского исходного контура к винтовой поверхности нарезаемого червяка, рад.

i_ω - угол подъема винтовой линии червяка на начальном цилиндре, рад.

j_ч - независимый угловой параметр, взятый со знаком плюс при вращении по часовой стрелке, со знаком минус при вращении против часовой стрелки червяка, рад.

P_ч винтовой параметр, взятый со знаком плюс для левозаходного червяка, со знаком минус правозаходного червяка, мм;
P_х осевой шаг винтовой поверхности червяка на начальном цилиндре, мм.

РИСУНКИ

Рисунок 1