CC BY
244
УДК 621.914.5
ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА НАСТРОЙКИ ЗУБОФРЕЗЕРНЫХ СТАНКОВ ПРИ НАРЕЗАНИИ КОЛЕС С ПРОСТЫМ ЧИСЛОМ ЗУБЬЕВ
О. А. Суханова Научный руководитель - Л. С. Малько
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева
Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected], [email protected]
Рассмотрена проблема настройки зубофрезерных станков при нарезании колес с простым числом зубьев. Приведен расчет настройки станка для изготовления шестерен для последующего изготовления колес с простым числом зубьев значительно большего размера.
FEATURES OF CALCULATION SETTINGS GEAR-HOBBING MACHINES WHEN CUTTING WHEELS WITH SIMPLE NUMBER OF TEETH
O. A. Sukhanova Scientific Supervisor - L. S. Malko
Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected], E-mail: [email protected]
The problem of setting gear-hobbing machines when cutting wheels with simple number of teeth was handled. The calculation for setting the machine for producing gear wheels with following production larger wheels with simple number of teeth are given.
При обработке зубчатых колес различают три метода образования поверхности зубьев [1-3]:
1. Метод копирования, в котором контактные линии между поверхностью инструмента совпадают с плоским сечением, производящей поверхности инструмента.
2. Метод бесцентроидного огибания с индивидуальным делением, при котором профиль нарезанных зубьев получается как огибающая различных положений производящей поверхности инструмента
3. Метод центроидного огибания, при котором центроиды инструмента и нарезаемого колеса катятся друг по другу без скольжения.
Как правило для зубьев колес восьмой и выше степеней точности применяется метод центро-идного огибания или метод обката. Для реализации этого метода используют зубофрезерные станки. Настройка кинематических цепей таких станков осуществляется с помощью гитары деления, гитары подачи, гитары дифференциала и гитары скоростей. Принцип работы зубофрезерных станков показан на рисунке.
Рабочее движение (движение резания) осуществляется вращением фрезы 4. Для обеспечения обкатки вращение фрезы и нарезаемой заготовки 3 должно быть согласовано так же, как при зацеплении червяка 1 и колеса 2, т. е. число оборотов стола с заготовкой должно быть меньше, чем у фрезы, во столько раз, во сколько число нарезаемых зубьев больше числа заходов фрезы (при однозаход-ной фрезе стол с заготовкой вращается в z раз медленнее фрезы).
Если зубчатые колеса имеют не простое число зубьев, т. е. число зубьев которое раскладывается на множители, то настройка зубофрезерных станков не вызывает никаких трудностей. В паспорте станка имеются формулы для настройки гитар (гитары деления, гитары подачи, гитары дифференциала и гитары скоростей). Кроме того, к станку заводом-поставщиком прилагаются наборы шестерен для настройки указанных выше гитар.
Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2015. Том 2
гг \ « А
; -г; -- * I ^ ;
11 * \
х ■ ><
НЕЕ
I
Зубофрезерный станок: 1 - червяк; 2 - делительное червячное колесо;
3 - заготовка; 4 - фреза; 5 - гитара деления
Однако на практике встречаются зубчатые колеса с простым числом зубьев. Простые числа нельзя разложить на множители, например, 83, 91, 101 и т. д. Для настройки станка на обработку таких колес станки оснащаются дополнительными механизмами [3]. Например, дополнительными дифференциалами или предусматривают наборы зубчатых колес для гитары деления меньшего модуля, чем основной. Учитывая тот факт, что простое число зубьев в зубчатых механизмах используют крайне редко, поэтому применение дополнительных наборов шестерен связано с неоправданными затратами. В литературных источниках предлагаются формулы для настройки станка при нарезании простого числа зубьев. Однако применение этих формул снижает производительность обработки. Предлагается - на станке меньшего типоразмера изготавливать шестерню с числом простых зубьев меньшего модуля, затем использовать эту шестерню для настройки гитары деления основного станка, на котором нарезается крупномодульное колесо. Одним из эффективных путей решения данной задачи является выполнение настройки станка с включением цепи дифференциала в делительную цепь. Сущность такой настройки станка заключается в следующем [4]: гитару деления настраивают не на г зубьев, а на г + а. При этом а - это произвольно выбранная величина, меньше единицы. Для компенсации влияния этой величины настраивают дополнительно имеющуюся на станке гитару дифференциалов. В этом случае формула для настройки гитары деления, например, для модели станка 5К328 будет иметь вид:
20к (1)
1 '
2 + ■ а
где к - число заходов фрезы. При этом а примем равным .
Вывод формулы для настройки дифференциала осуществляется путем составления уравнения
кинематического баланса, которое исходит из соотношения: один оборот фрезы соответствует —
г
оборотов заготовки по делительной и дифференциальной цепям. После соответствующих преобразований уравнение кинематического баланса применительно к станку 5К328 принимает вид
к 320•/
диф
1 об. фрезы.
а 4617
Откуда передаточное отношение для гитары дифференциала будет иметь вид
(2)
. 25,3125 •а
'диф =± , (3)
к •
где £0 - вертикальная подача.
Формула для настройки гитары подач в этом случае будет иметь вид:
'под = 0,5 • V (4)
Для правильности настройки по указанным формулам необходимо осуществить проверку по формуле вида
г = + ^0 •к • гдиф (5)
2 /дел 25,3125 •
Таким образом, используя формулы для /дел и /диф при к = 1 и выбранной подаче = 2,162 383,
б 100 30•50 . 40•70 П
определим для числа зубьев г = 109 их значения /дел = 86 95 ; гдиф = 62 92 • Подставив /дел и /диф, а
также к и ^ в формулу для проверки правильности настройки, получим 109 = 108,975 368. Абсолютная погрешность расчета составляет - 0,025. Относительная погрешность составляет - 0,023 %.
Таким образом, полученная погрешность расчета является приемлемой для условий производства [5].
Библиографические ссылки
1. Фигнер М. А. Цилиндрические зубчатые колеса. Теория и практика изготовления. М. : Научная книга, 2005. 386 с.
2. Технология производства и методы обеспечения качества зубчатых колес и передач : учеб. пособие / В. Е. Антонюк, М. М. Кане, В. Е. Спартинский и др. М. : Технопринт, 2003. 766 с.
3. Технологическое обеспечение качества и надежности машин / Л. С. Малько, М. С. Эльберг, Е. А. Жирнова, А. А. Снежко ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2010. 100 с.
4. Бушуев В. В., Налетов С. П. Тяжелые зубообрабатывающие станки. М. : Машиностроение, 1986. 280 с.
5. Адам Я. И., Овумян Г. Г. Справочник зубореза. М. : Машиностроение, 1971. 232 с.
© Суханова О. А.,2015
