Коническое колесо с бипаллоидным зубом Советский патент 1948 года по МПК F16H55/08 

Изобретение касается конических колес с бипаллоидн1-. зубом, очерченным двумя отрезками эвольвент различных направлений.

Паллоидный зуб обладает тгм преимуществом, что его нормальный шаг постоянен, а поэтому зуб может быть обработан универсальным инструментом - фрезой, долбяком и гребенкой.

Недостатком паллоидного зуба является быстрое изменение углов наклона боковой линии зуба по его длине, вследствие чего шестерни с подобным зубом дают большие осевые усилия.

Этот недостаток паллоидных зубьев может быть устранен применением бипаллоидного зуба, т. е. зуба, составленного из двух эвольвент различных направлений.

Подобный бипаллоидньш зуб обладает всеми преимуш,ествами шевронного зуба, т. е. значительно меньшими осевыми усилиями, чем колеса со спиральным зубом, большей плавностью зацепления и прочностью зуба.

Условия образования каждой из ветвей бипаллоидного зуба остаются аналогичными образованию обычного паллоидного зуба.

На фиг. 1 схематически изображено построение бипаллоидного зуба на плоском колесе двумя эвольвентами различного направления, на фиг. 2 - образование бипаллоидного зуба на плоском (производящем) колесе путем обработки долбяками и на фиг. 3 - схема резцовой системы плоского производящего колеса станка для обработки конических колес с бипаллоидньш зубом.

Для равенства углов наклона ветвей А к Б (фиг. 1) бипаллоидного зуба ia , а 2a Zc И, СЛвДОвательно, для уничтожения добавочных осевых усилий эвольвенты,. образуюш.ие зуб, имеют различные диаметры основных окружностей при равном числе зубьев.

В этом случае нормальные модули т внутренней и внешней ветвей зуба, а следовательно, и остальные параметры бипаллоидного колеса должны быть связаны между собой определенными соотношениями, в основе которых лежат две эвольвенты основных окружностей диаметров О или D .i, где Zn,i - число зубьев плоского производящего колеса, равное

2 - /г1«г + 4«.Соответственно с этим диаметр внутренней окружности шеврона зуба будет DO, наружной окружности DZ и окружности головок DI.

Так как высоты внутренней и наружной ветвей бипаллондного зуба должны быть одинаковы, то при проектировании бипаллоидного зуба с различными нормальными модулями ветвей необходимо предусмотреть высотную коррекцию наружной ветви зуба.

При невозможности провести высотную коррекцию наружной ветви зуба бипаллоидный зуб может быть образован двумя отрезками одной эвольвенты разных направлений, т. е. внутренняя и наружная ветви бипаллоидного зуба имеют одиаковые нормальные модули. В данном случае средние углы наклона ветвей зуба будут неодинаковы.

Параметры конического колеса с бипаллоидным зубом, очерченным эвольвентами одного нормального модуля, связаны между собой также определенными соотношениями, основанными иа эвольвенте основной окружности диаметра D т -Znr.

Благодаря, возможности применения однотипного инструмента для обработки обеих ветвей и вследствие значительно большей простоты обработки зубьев, подобное построение бипаллоидного зуба более выгодно.

Конические колеса с бипаллоидным зубом могут быть выполнены аналогично цилиндрическим колесам с разрывным шевроном. В этом случае отрезки эвольвент различного направления, образуюшие бипаллоидный зуб, не сходягся, и колесо имеет окружную канавку посередине зубьев.

Метод обработки зубьев, очерченных эвольвентой, заключается в следуюшем.

При совместном вращении долбяка и плоского колеса и дополнительном протягивании долбяка по касательной к основной окружности долбяк образует на заготовке плоского колеса эвольвентные зубья.

Для обработки конических шестерен подобный метод должен быть изменен таким образом, чтобы пр), протягивании долбякЭ он не вых дил из зацепления с заготовкой конического колеса, что может быть достигнуто дополнительной обкаткой плоского производящего колеса и заготовки конического колеса (фиг. 3). Это осуществляется протягиванием долбяка по касательной к основной окружности и одновременно по образующей конического колеса, касательной к плоскому колосу.

При таком протягивании долбяка необходим дополнительный поворот оси долбяка относительного его диаметра, перпендикулярного плоскому колесу.

Перемещения долбяка, плоского колеса и конического колеса связываются следующими уравнениями.

Скорость вращения долбяка и конического колеса связаны как:

доле

,а

до.чО

При протягивании долбяка по образующей конического колеса, касательной к плоскому колесу, со скоростью V-S (фиг. 2) угол поворота оси долбяка и, следовательно, угол поворота плоского производящего колеса происходит со скоростью:

n,, arctg

где t - время протягивания.

Дополнительный поворот долбяка относительно его оси при протягивании долбяка со скоростью s определяется уравнением:

пбодб -r-f(tg 9 - 9).

Указанные движения долбяка и заготовки при образовании бипаллоидного зуба остаются теми же при условии, что каждую ветвь его будет обрабатывать долбяк при противоположном направлении протягивания (от оси заготовки).

Метод обработки конического колеса с бипаллоидны.м зубом (фиг. 2) заключается в том, что два долбяка

образуют две эвольвенты, состаS. гяющие бипаллоидный зуб:

а)при протягивании оси долбяка 5г вверх от оси заготовки (горизонтальпая ось плоского колеса) образуется внутренняя ветвь А;

б)при протягивании оси долбяка 2 вниз от оси заготовки образуется противоположная ветвь зуба Б.

При обработке колес с ветвями одинакового модуля расстояние от оси плоского колеса до передней плоскости долбякОБ одинаково и равно радиусу основной окружности при двух модулях ветвей, образующих зуб; эти расстояния соответствуют радиусам их основных окружностей.

В отличие от зубофрезерного станка, в данном случае необходимо:

а)чтобы передаточное отношение между фрезерным шпинделем (па котором монтируется долбяк) и оправкой стола было близким к 1

для этого необходимо привод инструментального шпинделя осуш;ествлять также через делительную червячную пару;

б)чтобы стол, как и во всех станках для конических колес, был поворотным для установки заготовки по начальному конусу;

в)чтобы инструментальный супорт 5, кроме прямолинейного вертикального протягивания в направляюш,их 4, имел поворот совместно с люлькой / (фиг. 3) для наклона оси долбяка.

Последнее осуществляется путем установки на инструментальном супорте 5 пальца 6, движущегося по передвижным направляющим 7, параллельным образующей конуса заготовки.

Обработка обеих ветвей зуба осуществляется или раздельно путем перенастройки станка (смена инструмента и изменение направления протягивания супорта), или в один цикл работы станка, когда на супорте устанавливается каретка с двумя долбяками 1 и 2, получающими противоположное направление протягивания. При этом при обработке внутренней ветви касательно основной окружности плоского колеса стоит долбяк di и супорт имеет соответствующее направление протягивания, а при обработке наружной ветви к основной окружности колеса подводится второй долбяк dz и изменяется направление протягивания.

Для создания благоприятных условий резания при данном методе обработки используется лишь часть эвольвенты на значительном расстоянии от основной окружности плоского колеса (разность диаметров DO и DI).

Увеличение угла наклона зуба при этом будет неощутимо, так как увеличивающиеся осевые усилия во внешней и внутренней ветвях бипаллоидного зуба уравновешиваются и общее осевое усилие в коническом колесе незначительно.

Предмет изобретения

Коническое колесо с бипаллоид-, ным зубом, отличающееся тем, что зуб построен отрезками двух эвольвент различного направления.

16 Свод в. 5.

241

Пщпб