Механизм обката с эталонной шестерённо-реечной парой Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ КОМПЛЕКСЫ

УДК 621. 914; 621.833

МЕХАНИЗМ ОБКАТА С ЭТАЛОННОЙ ШЕСТЕРЁННО-РЕЕЧНОЙ

ПАРОЙ

Г.М. Шейнин, М.Н. Бобков, П.А. Андрианов

При изготовлении шестерен смешанных конических и гиперболоидных зубчатых передач, включающих плоское колесо с зубьями, обработанными с прямолинейным движением подачи инструмента, предлагается использовать механизм обката с эталонной рейкой. Механизм обката вместе с заготовкой вращается вокруг оси, которая пересекается с осью шестерни под прямым углом и удалена от средней плоскости шестерни на расстояние, равное среднему начальному радиусу плоского колеса. Рейка приводится в движение пальцем, жестко связанным со станиной станка.

Ключевые слова: смешанная коническая передача, цилиндрическая шестерня, плоское коническое колесо, обкат, эталонная рейка.

Вращение валов с пересекающимися осями можно осуществлять, используя ортогональную смешанную коническую передачу (ОСКП), состоящую из цилиндрической эвольвентной шестерни и плоского конического колеса (ПКК) и имеющую ряд преимуществ по сравнению с конической передачей [1, 2]. Коническое колесо такой передачи должно быть нарезано на зубодолбежном станке. При небольших размерах колеса для этого достаточно модернизировать серийный станок, оснастив его приспособлением, в котором ось заготовки колеса будет горизонтальна и расположена под углом 90° к оси инструмента. Если же диаметр колеса сравнительно большой, то необходим станок с горизонтальной осью штосселя.

Из-за отсутствия таких станков, не выпускаемых нашей промышленностью, зубья ПКК в ряде случаев нарезают дисковой модульной фрезой на горизонтально-фрезерном станке с единичным делением на зуб, что осуществляется вручную. Такой метод отличается низкими точностью и производительностью обработки.

Для повышения качества передачи следует приблизить боковые поверхности зубьев шестерни к поверхностям, сопряженным поверхностям зубьев ПКК. Для этого при обработке зубьев шестерни заготовке 1, как показано на схеме (рисунок), необходимо сообщить два согласованных вра-

щательных движения Бю1 и Бю2 соответственно вокруг осей О1 и 02. Ось О1 располагается относительно оси шестерни аналогично оси ПКП передачи, т.е. пересекается с осью шестерни под прямым углом и удалена от средней плоскости шестерни на расстояние, равное среднему начальному радиусу ПКК т^т.

Схема механизма обката для обработки шестерен ортогональных

смешанных конических передач

При увеличении радиуса тМ!т угол поворота шестерни вокруг оси 01 за время обработки одного зуба уменьшается. Одновременно уменьшается кривизна дуги обката, которая при относительно большом радиусе т^т мало отличается от отрезка прямой.

Это обстоятельство можно использовать для нарезания или шлифования зубьев шестерен ОСКП, установив обкатный механизм с эталонными рейкой 2 и шестерней 3 на планшайбу 4 поворотного стола 5. Подобные механизмы позволяют исключить погрешности, возникающие в длинных кинематических цепях зубообрабатывающих станков, облегчают деление на зуб и находят применение при черновой и отделочной обработке. Однако в традиционном исполнении [3] эталонная рейка шарнирно связывается со станиной станка, а каретка 6 с эталонной шестерней, установленной на шпинделе изделия 7, движется прямолинейно (вдоль оси У). При повороте вокруг оси О1 нормальное зацепление эталонной шестерни с рейкой нару-

241

Известия ТулГУ. Технические науки. 2017. Вып. 8. Ч. 2

шится. Для того чтобы исключить нарушение контакта, направляющие 8 рейки следует связать с планшайбой [4]. При вращении планшайбы рейка будет приводиться в движение пальцем 9, который установлен в кронштейне 10, жестко связанным со станиной станка 11. Перемещаясь в направляющих 8, рейка будет вращать эталонную шестерню и заготовку. Скольжение пальца в пазу рейки компенсирует влияние поворота и поступательного перемещения рейки на связь с неподвижными кронштейном и станиной станка.

При плоских поверхностях паза рейки обработанные зубья будут иметь некоторую органическую погрешность профиля, уменьшающуюся с увеличением радиуса г„т. В тех случаях, когда из-за малости радиуса г„т значение погрешности профиля чрезмерно возрастает, стенки паза А эталонной рейки 6 должны представлять собой фасонные поверхности, форма которых, в частности, зависит от номинального профиля зубьев изготавливаемой шестерни.

Расстояние к от оси У отличается от начального радиуса ПКК г„т,. В тех случаях, когда это различие вызывает недопустимое увеличение погрешности обработки, можно заменить эталонную пару с параметрами шестерни, совпадающими с параметрами изготавливаемой шестерни, на другую пару с модулем, уменьшенным пропорционально отношению к/г„т и округлённым до ближайшего стандартного значения. При существенном отклонении стандартного модуля от желательного значения корректировка отношения скоростей заготовки и шестерни реечной пары может быть сделана за счет изменения вылета оправки, которая устанавливается в шпиндель изделия и на которой закрепляется заготовка. В любом случае число зубьев шестерни реечной пары, как и в эталонной паре, остаётся равным числу зубьев шестерни ОСКП.

При обработке зубьев шестерни гиперболоидной передачи, у которой оси шестерни и колеса скрещиваются, ось 02 должна быть смещена в направлении оси У на величину гипоидного смещения.

Применение шестеренно-реечного обкатного механизма позволит устранить или сократить объем пригоночных работ для обеспечения требуемого качества зацепления шестерни и колеса ОСКП.

Список литературы

1. Андрианов П. А., Бобков М.Н., Шейнин Г.М. Определение параметров инструмента и наладки станка при формообразовании зубьев плоского колеса смешанной конической передачи // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2016. Вып. 8. Ч. 1. С. 66 -71.

2. Формообразование зубьев колес полуобкатных ортогональных смешанных конических и гиперболоидных передач с дуговой линией зуба / П.А. Андрианов, М.Н. Бобков, Г.М. Шейнин [и др.]: монография. Тула: Изд-во ТулГУ. 2012. 164 с.

3. Коганов И. А. Прогрессивная обработка зубчатых профилей и фасонных поверхностей: монография. Тула: Приок. кн. изд-во, 1970. 183 с.

4. А.с. 448085 РФ. Механизм обката зубошлифовального станка / Г.М. Шейнин, М.Н. Бобков, Б.Г. Шейнин, М.А. Ямникова. Опубл. 10.11.96. Бюл. № 31.

Шейнин Григорий Матвеевич, канд. техн. наук, доц., проф., [email protected], Россия, Тула, Тульский государственный университет,

Бобков Михаил Николаевич, д-р техн. наук, доц., проф., tms@tsu. tula.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,

Андрианов Павел Алексеевич, канд. техн. наук, начальник отдела, tms@tsu. tula. ru, Россия, Тула, Конструкторское бюро приборостроения им. академика А. Г. Шипунова

THE MECHANISM OF RUNNING-IN WITH REFERENCE GEAR AND RACK COUPLE

G.M. Sheynin, M.N. Bobkov, P.A. Andrianov

In case ofproduction of gear wheels of the mixed conic and hyperboloid tooth gearings including a flat wheel with the teethes processed with rectilinear movement of giving of the tool it is offered to use the mechanism of running-in with a reference rack. The mechanism of running-in an together with procurement rotate around an axis, which is crossed with a gear wheel axis at right angle and it is removed from the average plane of a gear wheel on the distance equal to the average initial radius of a flat wheel. The rack is set in motion by the finger, which is strictly tied with a machine bed.

Key words: the mixed conic transfer, a cylindrical gear wheel, a flat conic wheel, a running-in, a reference rack.

Sheynin Grigoriy Matveevich, candidate of technical sciences, docent, professor, tms@tsu. tula. ru, Russia, Tula, Tula State University,

Bobkov Michail Nikolaevich, doctor of technical sciences, docent, professor, tms@tsu. tula. ru, Russia, Tula, Tula State University,

Andrianov Pavel Alekseevich, candidate of technical sciences, head of department, tms@tsu. tula. ru, Russia, Tula, Instrument Design Bureau named Academician A.G. Shipunov