Накатник для финишной обработки зубчатых колес

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗО6РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик ())) 956116 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 05. 09. 79 (21) 2816751/25-27 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51)М. Кл.

В 21 Н 5/02

Гееударотееииый комитет

СССР па делам изобретений и открытий

Опубликовано 07,09.82. Бюллетень № 33

Дата опубликования описания 07. 09 . 82 (53) УДК 621.992..0 13(088.8) 1

В.Л. Басинюк, B.K.ÄóáîBñêèé, Н.И.Янков и И. И«Янков " * -

Институт. проблем надежности и долговечностй машин .

АН Белорусской ССР (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) НАКАТНИК ДЛЯ ФИНИШНОЙ ОБРАБОТКИ

ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быт ь испол ь зова но для финишной обработки поверхностей зубчатых ко-. лес среднего и крупного модулей, Известен накатник для финишной об- 5 работки зубчатых колес (1), выполненный в виде зубчатого колеса с волнистой в осевом направлении поверхностью зубьев.

Существенным недостатком указан1О но го на катни ка я вля ется сложност ь обр абот ки осевой вол ни стой рабочей поверхности зубьев с технологической точки зрения так как требуется вы«

15 сокая точность геометрических параметров и малая шероховатость указанной поверхности, а также низкая ремонт опри годност ь на катни ка.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является инструмент в устройстве для вибрационного накатывания боковых поверхностей зубьев (.2 j, выполненный в виде зубчато2 го колеса с расположенными на поверхности зубьев деформирующими элементами в виде шариков.

Недостатком инструмента является сложность его изготовления, так как каждый деформирующий элемент устанавливается в специальном углублении на боковой поверхности зуба, опирается на подпятник и удерживается от. выпадания крышкой Кроме того, при заданном «расположении деформирующих элементов на поверхности зубьев нельзя повысить качество обрабатываемой поверхности при отсутствии осциллирующего движения инструмента.

Целью изобретения является упрощение изготовления накатника и повышение качества обрабатываемой поверхности.

Цель достигается тем, что накатник для финишной обработки зубчатых колес поверхностным пластическим деформированием, выполненный в виде

3 956116 4 зубчатого колеса с расположенными определим диаметр шариков на поверхности зубьев деформирующими элементами в виде шариков, снабжен (д K»/t. 2» лентой, охватывающей рабочую поверхность зубьев накатника, причем дефор- 5 мирующие элементы закреплены в лен- а(„«, те, их диаметр определен из соотно3

Я а шения d = Ф ф 5 где б - допустимая шероховатость обрабатываемой поверхности, В - ширина зубчатого венца обрабатываемой шестерни, а угол между прямой, проходящей через центры соседних в осевом направлении деформирующих элементов, и прямой, параллельной оси накатника определен из соотноше3/ ния =cII.csin Ц 1где В - шерохова) ь тост ь обрабатываемой поверхности.

На фиг. 1 изображена схема накатника для финишной обработки зубчатых колес, на фиг. 2 — развернутая на плоскость эвольвентная поверхность накатника, на фиг. 3 и 4 - схема расположения деформирующих элементов (шариков)относительно обрабатываемой поверхности; на фиг. — схема изготовления рабочей поверхности зуба накатника в разъемном калибре.

Накатник для финишной обработки зубчатых колес представляет собой зубчатое колесо 1, рабочая поверхност которого облицована лентой 2, содержащей деформирующие элементы ша- отсюда Й=чд и рики 3. На торцах накатника уста- 6 новлены пластины 4, которые крепятся Так как и= 1 тО балтами . При этом ось, проходящая через центры соседних в осевом на- Отсюда правлении деформирующих элементов, располагается под углом о к оси на- "в угол aL определим из соотношения катника, а ширина накатника равна Ь= о = —(3

Целесообразно принять t= — так

oL и 1 как при этом условии t и В для всех случаев минимальны.

Отсюда

У- (- - — ) .

cl 1

1 п

Преобразуем полученное выражение:

2 1

У 1 1 7

2d 1

3- I - ч

4d 4У 1

1- « - + = 1- -

Так как — <<1 и —. 7, то—

Э можно пренебречь например, при d

1,25 мкм, Д" 1Д5. 10

8= им =0,625 ° 10 мм, d

4d 1 1- — = 1- — 1 п Ч.

3=4d — °

t

5I ПО.=

В1=(1,2-1,5) В где В - ширина венца го зубчатого

В„ - ширина венца

) обрабатываемоколеса, 45 накатника.

Д

ol =аrcs I fl - =arcs I ll

2дп

2В

d ° э сР

2В

=arcs и

Подбор величин диаметра деформирующих элементов и угла aL производится, исходя из заданных величин шири-,,0-З ны венца обрабатываемого колеса В и допустимой шероховатости обрабатываемой поверхности о . Для примера в качестве деформирующих элементов взяты стальные шарики. 55

Так как шероховатость Ь обработанной поверхности не должна превышать

d", то из условия Ь

d= =1,65 мм; с =агсз1п 0 13 30

1,65 о

30 где d - диаметр деформирующих элементов;

5 9561

 — ширина венца обрабатываемого зубчатого колеса;

d — допустимая шероховатость обрабатываемой поверхности; о - угол между прямой, параллель. 5 ной оси накатника и осью, соединяющей соседние в осевом направлении деформирующие элементы;

В - ширина венца накатника; 1О

b - высота гребешков микронеровности.

В расчетах не учитывалось влияние на высоту гребешков упругой деформации, но известно, что она способству- 1 ет уменьшению их высоты.

Накатник технологичен в изготовлении. Он может быть изготовлен в разъемном калибре по следующей схеме. ю

Предварительно изготавливается зубчатое колесо 1, которое имеет профиль зуба, отличающийся на величину двойного диаметра шарика 3 от стандартного эвольвентного профиля. Профиль зубьев этого колеса получают обработкой специальной пальцевой фрезой, имеющей соответствующий профиль. Затем из готавли вается р азъемный калибр

6, который имеет пазы. В эти пазы устанавливаются шарики 3 и затем центрируется зубчатое колесо 1 относительно калибра. После этого под давлением формируется лента 2, например, из прессматериала КФЗ, который обеспечивает требуемое заполнение, а затем ставятся две боковые пластины 4.

Калибр может быть использован для изготовления большого количества накатников и стоимость его в расчете на один накатник будет невысокой.

При финишной обработке зубчатого колеса накатник вводится в беззазорное зацепление с обрабатываемым колесом и приводится во вращение с

45 осевой возвратно-поступательной подачей, при этом осевой ход накатника принимается равным полуторной ширине его венца. После завершения обр аботки накатник выводится из зацепления и останавливается.

Пластическая деформация тонкого слоя в этом случае осуществляется при обильном охлаждении, напрймер, сульфофрезолом, служащим одновременно смазкой, коэффициент. трения составляет К у0,01, что обеспечивает неподвижность шарика,так как площадь контакта шарика прессматериалом КФЗ

16 6 составляет 8pr. поверхности шарика коэФфициент трения для КФЗ равен

К =0,3. Касательные нагрузки в осевом направлении вследствие низкого коэффициента трения для шарика и обрабатываемой поверхности, относительно малы - 0,01Р, где Р=200 кг - сила реакции обрабатываемой поверхности, воздействующей на шарик в нормальном направлении. Сила сцепления между лентой и поверхностью накатника будет препятствовать сдвигу ленты, Кроме того, установленные на торцах накатника пластины с зубьями, ширина которых превышает на величину 1,6 диаметра шарика ширину зубьев зубчатого колеса, воспринимают касательные нагрузки.

Накатник значительно проще в изготовлении, по сравнению с Ьазовым объектом, которым является протртип, так как деформирующие элементы устанавливаются не в специальных углублениях на боковых поверхностях зубьев и крепятся при этом крышкой, а закреплены в ленте, которой облицовывают рабочую поверхность зубьев накатника. Кроме того, при обработке предложенным накатником получают высокую чистоту поверхности зуЬьев обрабатываемого колеса без сообщения накатнику осциллирующего движения, а следовательно, без использования специальных устройств.

Формула изобретения

Накатник для финишной обработки зубчатых колес поверхностным пластическим деформированием, выполненный в виде зубчатого колеса с расположенными на поверхности зубьев деформирующими элементами в виде шариков, отличающийся тем, что, с целью упрощения изготовления накатника и повышения качества обрабатываемой поверхности, он снаЬжен лентой, охватывающей рабочую поверхность зубьев накатника, причем деформирующие элементы закреплены в ленте, их диаметр определен из соотношния

3 где d - допустимая шероховатость обрабатываемой поверхности,  — ширина зубчатого венца обрабатываемой шестерни, а угол между прямой, проходящей через центры соседних в осевом направлении деформирующих элементов, и прямой, параллельной оси накатника, определен из соот7 956116

3 р ношения cL=aro51A,где b - шеро1 LS ховатость обрабатываемой поверхности.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидет ель ст so С С СР 348346, л. В 24 В 39/00, 04 06.70.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 8 2735043/25-27, кл. В 21 Н 5/02, 19 79 (прототи п ) .

956116

Составитель С.Сасенко

Редактор О.Юркова Техред С.Мигунова Корректор А.Дзятко

Заказ

95 12 Тираж 02 Подпи сное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 лиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная,