Способ изготовления эвольвентных звездочек

 

Изобретение относится к области передач с гибкой связью, а именно к цепным передачам. Может быть использовано в приводах сельхозмашин, в машинах-автоматах пищевой промышленности, кинематических цепях полиграфических машин. Способ изготовления эвольвентных звездочек включает нарезание зубьев на заготовке стандартным режущим инструментом типа червячной фрезы. Изготовление производят в два этапа. На первом этапе режущий инструмент врезается на глубину, равную высоте зуба стандартных звездочек. Величина коэффициента радиального смещения инструмента равна x = ((D_e-d)/2+m·(h^*_α+c^*)-h)/m, где D_e - диаметр окружности выступов стандартной звездочки, d = m · Z - диаметр делительной окружности, m - модуль режущего инструмента, h^*_α,c^* - коэффициенты высоты зуба и радиального зазора исходного производящего контура инструмента, h - высота зуба звездочки. На втором этапе фреза предварительно смещается на величину тангенциального смещения S вдоль своей оси с помощью устройства осевой передвижки. Процесс нарезания повторяется с удалением металла только одной стороны зубьев. Значение равно S = D/cosα-m·Z·(π/(2·Z-inνα+inνα_d-(2·x·tgα)/Z), где D - диаметр ролика цепи, α- угол профиля исходного контура, α_d= arccos r/r_dr_b= m·Z·cosα/2 - радиус основной окружности, r_d= t/(2·sin180°/Z) - радиус расположения центров шарниров, t - шаг цепи. Изготовление эвольвентных звездочек на стандартном зубообрабатывающем оборудовании достигается тем, что настройка станков производится по выведенным зависимостям для определения коэффициента радиального смещения x и тангенциального смещения S. 3 ил., 1 табл.

Предлагаемое изобретение относится к области передач с гибкой связью, а именно к цепным передачам, и может быть использовано в приводах сельхозмашин, в машинах-автоматах пищевой промышленности, в кинематических цепях полиграфических машин и во всех механизмах, имеющих в своем составе цепную передачу.

Известны звездочки для цепей с цилиндрической формой элементов зацепления, имеющих следующие основные типы профилей зуба: вогнуто-выпусклый, прямолинейный, прямолинейно-выпуклый, которые изготавливаются методами копирования или обкатки (реже). (Готовцев А.А., Котенок И.П. Проектирование цепных передач. Справочник. М.: Машиностроение, 1982, с. 143, 216-219).

Недостатками данных звездочек являются необходимость использования специализированного режущего инструмента, а также увеличенное их число, так как одним инструментом нарезать звездочки данного шага без потери точности можно только в некотором интервале чисел зубьев. Предлагаемый авторами способ позволяет с достаточной точностью нарезать одним инструментом звездочки с любым количеством зубьев, применяя самые производительные методы обработки зубьев.

Известны эвольвентные прямозубые зубчатые колеса, которые могут быть изготовлены с высокой точностью методом обкатки на стандартном оборудовании стандартным режущим инструментом (червячная фреза, долбяк и др.). Их достоинствами являются возможность изготовления одним инструментом любго числа зубьев колес данного модуля, а также изменение их герметических параметров за счет применения радиального смещения (коррекции) инстурмента. (Гавриленко В.Л. Зубчатые передачи в машиностроении. М.: Машгиз, 1962, гл. 7).

Основным недостатком эвольвентных прямозубых зубчатых колес, который не позволяет использовать их преимущества в качестве звездочек, является то, что разместить ролик цепи во впадине эвольветной звездочки, используя только радиальное смещение инструемента на глубину, равную высоте h, удается только для роликовых длиннозвенных цепей типа ПРД по ГОСТ 13568-75, для которых геометрическая характеристика λ, равная отношению шага t к диаметру элемента цепи D (ролика, втулки и т.д.) значительна (λ ≈ 3). Для остальных типов приводных цепей: втулочных (ПВ) и роликовых (ПР) с λ < 2 ширина впадины эвольвентного колеса оказывается меньше диаметра ролика D.

Задачей предполагаемого изобретения является использование прямозубых эвольвентных колес в качестве звездочек для всех цепных передач с приводными цепями с любым значением параметра λ. Решение указанной задачи достигается тем, что предлагается способ изготовления эвольвентных звездочек, включающий нарезание зубьев на заготовке стандартным режущим инструментом типа червячной фрезы с использованием его радиального смещения. Он отличается тем, что изготовление производится в два независимых этапа, причем на первом этапе изготовления режущий инструмент модуля m врезается на глубину, равную высоте зуба h стандартных звездочек, определяемую по известной зависимости, имея при этом величину коэффициента радиального смещения, равную где D_e - диаметр окружности выступов стандартной звездочки, h^*_α, c^*- коэффициенты высоты зуба и радиального зазора исходного производящего контура инструмента, d = m·z - диаметр делительной окружности.

На втором этапе фреза проедварительно смещается на величину тангенциального смещения S вдоль своей оси с помощью устройства периодической осевой передвижки и процесс нарезания повторяется с удалением металла только одной стороны зубьев, оебспечивая ширину впадины звездочки, необходимую для размещения ролика цепи (фиг. 1). Значение S при этом определяют по формуле где D - диаметр ролика цепи, α - угол профиля исходного контура,
радиус основной окружности,
радиус расположения центров шарниров,
t - шаг цепи.

Таким образом решение задачи изготовления эвольвентных звездочек на стандартном зубообрабатывающем оборудовании достигается тем, что настройка станков производится по выведенным авторами зависимостям для определения коэффициента радиального смещения X и тангенциального смещения S.

На фиг. 1 изображена схема тангенциальной коррекции; на фиг. 2 - схема для определения коэффициента х радиальной коррекции; на фиг. 3 - схема для определения параметров тангенциальной коррекции.

Ниже приводится порядок геометрического расчета параметров эвольвентной звездочки и параметров установки заготовки и инструмента:
1. Определяют диаметры окружности выступов D_e и впадин D_i, высоту зуба h по зависимостям, используемым для стандартных (ГОСТ 591-69) звездочкек (Готовцев А.А., Котенок И.П. Проектирования цепных передач. Справочник. М.: Машиностроение, 1982, с. 144-145).

2. Находят предварительное значение модуля эвольвентной звездочки

где
h^*_α - коэффициент высоты зуба исходного производящего контура (ИПК),
с^* - коэффициент радиального зазора ИПК.

3. Поулченное значение модуля округляют до ближайшего большого стандартного значения, которое используют для выбора режущего инструмента и для дальнейших расчетов.

Следует заметить, что звездочку можно изготовить инструментом различных стандартных модулей, поэтому при расчетах учитывались и несколько ближайших больших стандартных значений модуля.

4. Определяют коэффициент радиального смещения x инструмента при его врезании в заготовку на величину, равную высоте зуба звездочки h (фиг. 2)

где
d = m·z - диаметр делительной окружности эвольвентной звездочки.

5. Определяют предварительный (фиктивный) диаметр ролика цепи D^*, центр которого может располагаться на делительной окружности
и касаться при этом профилей соседних зубьев звездочки (фиг. 3)

где

Толщина зуба по основной окружности S^*_b найдется по известной формуле
S^*_b = r_b(S^*/r+2·inνα), (4)
где
S^*= m·(π/2+2xtgα) - толщина зуба по делительной окружности;
r = ^d/₂ - радиус делительной окружности.

6. Вычисляют угол дополнительного поворота заготовки ϕ для расположения ролика цепи диаметра D с касанием его боковых поверхностей зубьев и дна впадины (второй этап нарезания)

7. Находят осевое (тангенциальное) смещение режущего инструмента
S = r·ϕ. (6)
С учетом (3) и (4) формула (6) примет окончательный вид

Таким образом авторами были выведены зависимости (2) и (7), позволяющие определять значения радиальной и тангенциальной коррекций, являющихся параметрами настройки станка при нарезании эвольвентных звездочек.

Приведенные ниже расчеты показывают, что, применяя радиальную и тенгециальную коррекции, можно изготовить эвольвентные звездочки для приводных цепей практически любых параметров.

В качестве примера приведена таблица результатов расчета звездочек для цепей t=19,05 мм, D = 11,91 мм, λ = = 1,599, нарезанных стандартными червячными фрезами с α = 20°, h^*_α = 1,0 , C^* = 0,25.

Пердлагаемый способ изготовления эвольветных звездочек предлагается внедрить на предприятиях, занимающихся изготовлением цепных передач, расширяя их возможности за счет использования широко распространенного оборудования, режущего и материального инструмента, применяемого в производстве зубчатых колес.

Формула изобретения

Способ изготовления эвольвентных звездочек, включающий нарезание зубьев на заготовке стандартным режущим инструментом типа червячной фрезы с использованием его радиального смещения, отличающийся тем, что изготовление производят в два независимых этапа, причем на первом этапе режущий инструмент врезается на глубину, равную высоте зуба стандартных звездочек, определяемую по известным зависимостям, при этом величина коэффициента радиального смещения равна

где D_e - диаметр окружности выступов стандартной звездочки;
d = m · z - диаметр делительной окружности;
m - модуль режущего инструмента;
h^*_α, c^*- коэффициенты высоты зуба и радиального зазора исходного производящего контура инструмента;
h - высота зуба звездочки,
а на втором этапе фрезу предварительно сдвигают на величину тангенциального смещения S вдоль своей оси с помощью устройства периодической осевой передвижки, процесс нарезания повторяют с удалением металла только одной стороны зубьев, обеспечивая ширину впадины звездочки, необходимую для размещения ролика цепи, и значение S определяют по формуле

где D - диаметр ролика цепи;
α - угол профиля исходного контура;

радиус основной окружности;
радиус расположения центров шарниров;
t - шаг цепи.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4