СПОСОБ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ АРОЧНЫХ ЗУБЬЕВ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС Российский патент 1997 года по МПК B23F9/00 

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к производству арочных зубчатых передач с эвольвентным профилем зубьев в тяжелом и среднем машиностроении.

Известен способ обработки круговых зубьев колес цилиндрических и винтовых передач (авт.св. СССР N 282897, МКИ В 23 F 9/02, 1969), в котором обработку производят методом непрерывного деления инструментом со спиральной формообразующей поверхностью, при этом угол скрещивания осей инструмента и заготовки выбирают равным 90^o. Кроме того, инструмент (заготовку) могут приводить в относительное прямолинейное движения в направлении, перпендикулярном оси заготовки (инструмента).

Недостатком известного способа является искажение профиля зубьев по циклоидной кривой на длине зуба из-за разности радиусов вращения каждого резца, расположенного по спирали.

Известен более близкий по технической сущности cпособ формообразования арочных зубьев цилиндрических зубчатых колес (патент СССР N 1831978, МКИ В 23 F 9/02, 1989), в котором нарезание зубьев ведется в условиях непрерывного вращения инструментами, на которых режущие элементы размещены на половине витка архимедовой спирали с шагом, соответствующим шагу зубьев обрабатываемого колеса по основной окружности, а профилирующие элементы установлены по месту разъема инструмента. При этом для нарезания зубчатого колеса используют две головки с правым направлением витка, а для нарезания шестерни с левым направлением витка. Формирование зубьев осуществляется с тангенциальной подачей.

Недостатком этого способа является сниженная производительность из-за уменьшенного количества резцов ввиду использования половинчатой архимедовой спирали режущего инструмента.

Техническим результатом способа является повышение производительности и сохранения точности зубообработки при формировании эвольвентной кривой по циклоидной длине зубьев.

Технический результат достигается тем, что в способе формообразования арочных зубьев цилиндрических зубчатых колес в условиях непрерывного вращения инструментом, режущие и профилирующие резцы которого размещены по спирали Архимеда с шагом, соответствующим шагу зубьев обрабатываемого колеса по основной окружности, при котором используют две резцовые головки с одинаковым направлением витка спирали для зубчатого колеса и соответственно две с противоположным направлением витка спирали для сопряженной шестерни. Причем каждую головку последовательно устанавливают в положение касания профилирующего резца соответственно выпуклой или вогнутой стороны зубьев, после чего сообщают тангенциальную подачу и соответствующее дополнительное вращение обрабатываемому колесу, обработку вогнутой стороны зубьев осуществляют инструментом с диаметром архимедовой спирали меньшим, чем диаметр спирали инструмента для обработки выпуклой стороны зубьев на величину шага спирали, при условии идентичности радиусов профилирующих резцов, определяемых по формуле:


где l длина пути формирования эвольвенты;
В длина зубьев колеса;
Φ угол кривизны арки на торцах;
Ra радиус по вершинам зубьев колеса;
rb радиус основной окружности колеса.

Отличительные признаки способа выражены в том, что обработку вогнутой стороны зубьев осуществляют инструментом с диаметром архимедовой спирали меньшим, чем диаметр спирали инструмента для обработки выпуклой стороны зубьев на величину шага спирали, при условии идентичности радиусов профилирующих резцов, определяемых по приведенной выше формуле. Указанные признаки обладают новизной, так как в известных технических решениях не выявлены.

Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг.1 показано сопряжение архимедовой спирали с выпуклой стороной зубьев; на фиг.2 сопряжение архимедовой спирали (с диаметром меньшим на величину шага спирали) с вогнутой стороной зубьев при идентичности радиусов профилирующих резцов в точке К; на фиг.3 исходные положения резцов с нулевым контуром инструментальной рейки;
Геометрические параметры и их величины, изображенные на фиг.1-3, рассчитываются по формулам:


где Р величина разницы между диаметрами спиралей Архимеда инструментов для обработки выпуклой и вогнутой сторон зуба;
m модуль зацепления;
l длина пути формирования эвольвенты (от исходного положения резцов "П1" до конечного "П2");
Ra радиус по вершинам зубьев колеса;
α угол доворота заготовки при тангенциальной подаче;
rb радиус основной окружности;
Rи радиус профилирующих резцов в точках К спиралей инструментов, формирующих радиус кривизны арки зуба;
v угол кривизны арки на торцах;
B длина зубьев колеса.

Способ осуществляется следующим образом.

При нарезании выпуклой стороны зубьев 1 (фиг.1) зубчатого колеса спирально-дисковый инструмент с режущими и профилирующими резцами, расположенными на полном витке архимедовой спирали 2, устанавливают в положение касания профилирующего резца в точке К. Затем инструменту сообщают тангенциальную подачу по стрелке А1 с вращением его по стрелке Б1, а обрабатываемому зубчатому колесу соответствующее дополнительное согласованное вращение по стрелке Б2 (фиг.3).

При нарезании вогнутой стороны зубьев 1 (фиг.2) зубчатого колеса спирально-дисковый инструмент с режущими и профилирующими резцами, расположенными на полном витке архимедовой спирали 3 с диаметром меньшим на величину шага спирали устанавливают в положение касания профилирующего резца в точке К. Затем инструменту сообщают тангенциальную подачу по стрелке А2 с вращением его по стрелке Б1, а обрабатываемому зубчатому колесу - соответствующее дополнительное согласованное вращение по стрелке Б3 (фиг.3).

Нарезание арочных зубьев зубчатой передачи ведется в условиях непрерывного вращения инструментами 2 и 3, на которых режущие и профилирующие резцы размещены на полном витке спирали Архимеда с шагом, соответствующим шагу зубьев обрабатываемого колеса по основной окружности, а профилирующие резцы установлены в точке К при условии идентичности в этой точке радиусов профилирующих резцов, определяемых по приведенной выше формуле для обоих инструментов как для выпуклого, так и для вогнутого профиля обрабатываемого зуба.

При этих условиях обработку вогнутой стороны зубьев осуществляют инструментом с диаметром архимедовой спирали меньшим, чем диаметр спирали инструмента для обработки выпуклой стороны зубьев на величину шага спирали.

Для нарезания вогнутой стороны зубьев зубчатого колеса инструмент 3 имеет правое направление витка, а для нарезания сопряженной шестерни левое направление витка. У инструмента 3 в точке К спирали (фиг.2) расположены профилирующие резцы.

Для нарезания выпуклой стороны зубьев зубчатого колеса инструмент 2 (фиг.1) имеет правое направление витка, а для нарезания сопряженной шестерни
левое направление витка. Инструмент 2 содержит в точке К спирали профилирующие резцы.

При этом для выпуклой стороны зубьев резцы имеют внутреннее положение исходного контура 2 (фиг.1), а для вогнутой стороны внешнее положение исходного контура 3 (фиг.2).

Осуществимость и промышленная применимость способа подтверждается опытом теоретического обоснования и практического исследования в данной области, изложенным в трудах автора Сидоренко А.К.

Зубчатая передача "70-НКМЗ". М. Машиностроение. 1984;
Новые виды зубчатых передач. М. Машиностроение. 1990;
Арочная цилиндрическая зубчатая передача "85-ПО КЗТС" (геометрические расчеты и технические приемы). М. ЦНИИТЭИТЯЖМАШ. 1993.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности, к формообразованию арочных зубьев цилиндрических зубчатых колес. Нарезание зубьев осуществляется при непрерывно вращающемся инструменте, режущие и профилирующие резцы которого размещены по спирали Архимеда. Шаг спирали соответствует шагу зубьев обрабатываемого колеса по основной окружности. Для нарезания одного зубчатого колеса используют две резцовые головки с одинаковым направлением витка спирали и соответственно две - с противоположным направлением витка спирали для сопряженной шестерни. Каждую головку последовательно устанавливают в положение касания профилирующего резца соответственно выпуклой или вогнутой стороны зубьев. После этого сообщают тангенциальную подачу и соответствующее дополнительное вращение обрабатываемому колесу. Обработку вогнутой стороны зубьев осуществляют инструментом с диаметром архимедовой спирали меньшим, чем диаметр спирали инструмента для обработки выпуклой стороны зубьев на величину шага спирали при условии идентичности радиусов профилирующих резцов, определяемых по формуле:


где: l - длина пути формирования эвольвенты; В - длина зубьев колеса; Φ - угол кривизны арки на торцах; Ra - радиус по вершинам зубьев колеса; rb - радиус основной окружности колеса. 3 ил.

Способ формообразования арочных зубьев цилиндрических зубчатых колес в условиях непрерывного вращения инструмента, режущие и профилирующие резцы которого размещены по спирали Архимеда с шагом, соответствующим шагу зубьев обрабатываемого колеса по основной окружности, при этом используют две резцовые головки с одинаковым направлением спирали для зубчатого колеса и две резцовые головки для сопряженной шестерни с противоположным направлением витка спирали соответственно, причем каждую резцовую головку последовательно устанавливают в положение касания профилирующего резца соответственно выпуклой или вогнутой стороны обрабатываемых зубьев, затем сообщают тангенциальную подачу и соответствующее дополнительное вращение обрабатываемому колесу, отличающийся тем, что обработку вогнутой стороны зубьев осуществляют инструментом, у которого диаметр Архимедовой спирали меньше диаметра Архимедовой спирали инструмента, предназначенного для обработки выпуклой стороны зубьев, на величину шага спирали, при этом радиусы профилирующих резцов соответствующих головок выполняют идентичными в соответствии с зависимостями

где l длина пути формирования эвольвенты от исходного положения резцов до конечного;
Φ угол кривизны арки на торцах зубьев;
B длина зубьев.