RU2049608C1 - Method of working involute profiles of circular teeth of cylindrical gear wheels - Google Patents

Method of working involute profiles of circular teeth of cylindrical gear wheels Download PDF

Info

Publication number
RU2049608C1
RU2049608C1 SU5064762A RU2049608C1 RU 2049608 C1 RU2049608 C1 RU 2049608C1 SU 5064762 A SU5064762 A SU 5064762A RU 2049608 C1 RU2049608 C1 RU 2049608C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
tool
involute
profile
gear
working
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
А.И. Беляев
А.И. Сирицын
Н.А. Лобанов
Д.А. Сирицын
Original Assignee
Производственное объединение "Коломенский завод тяжелого станкостроения"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Производственное объединение "Коломенский завод тяжелого станкостроения" filed Critical Производственное объединение "Коломенский завод тяжелого станкостроения"
Priority to SU5064762 priority Critical patent/RU2049608C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2049608C1 publication Critical patent/RU2049608C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: machine engineering. SUBSTANCE: method comprises steps of imparting to a tool a feed rate, corresponding to a relation, given in a description of the invention; mounting the tool with possibility of touching of a profiling point of a cutting edge of the tool and a lower active point of an involute profile of a tooth. That allows to receive upon working a theoretically accurate profile of the tooth along an elongated involute and to eliminate a curvature of a recess of a bottom upon working gear wheels, being used in a transmission with large generating angles

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при чистовой обработке инструментов в виде резцовой головки или чашечного абразивного круга с нулевым профилем цилиндрических колес криволинейными по длине зубьями с эвольвентным профилем. The invention relates to mechanical engineering and can be used for finishing tools in the form of a cutter head or a cup abrasive wheel with a zero profile of cylindrical wheels with curvilinear teeth along the length with an involute profile.

Известен способ формообразования эвольвентной поверхности зубьев цилиндрических арочных колес резцовой головкой и при шлифовании зубьев чашечным абразивным кругом с нулевым профилем. A known method of shaping the involute surface of the teeth of cylindrical arched wheels with a cutter head and when grinding the teeth with a cup abrasive wheel with a zero profile.

Сущность способа состоит в том, что при формировании эвольвентного профиля вогнутой или выпуклой сторон зуба сообщают взаимосвязанные перемещения нарезаемого зубчатого колеса и режущего инструмента. Колесу сообщают вращательное движение, а инструменту поступательное с подачей по касательной к основной окружности. В основу указанного способа обработки эвольвентных профилей круговых зубьев заложено совмещение начальной и основной окружностей и размещение последней вблизи окружности нижних точек активных профилей зубьев. Однако известный способ не обеспечивает получение зубчатой передачи с углом зацепления αtw > 15о, при этом наблюдается искривление дна впадины колеса, высота которого достигает в реальных зубчатых колесах (z 118, m 10 мм, R 124 мм радиус кривизны арки зуба) величины 7,8 мм.The essence of the method is that when forming an involute profile of the concave or convex sides of the tooth, the interconnected movements of the cut gear and the cutting tool are reported. The wheel is informed of rotational motion, and the tool is progressive with a tangential feed to the main circle. The basis of this method of processing involute profiles of circular teeth is the combination of the initial and main circles and the placement of the latter near the circumference of the lower points of the active tooth profiles. However, the known method does not provide a gear with an angle of engagement α tw > 15 about , while there is a curvature of the bottom of the wheel cavity, the height of which reaches in real gears (z 118, m 10 mm, R 124 mm the radius of curvature of the tooth arch) of 7 , 8 mm.

Попытка устранить указанные недостатки привели к наклону режущего инструмента на некоторый угол αp, что равносильно смещению основной окружности значительно меньше окружности нижних точек активных профилей в зацеплении. В этом случае повышение αtw до 24.25о сопровождается ростом кривизны дна впадины указанного зубчатого колеса до 10.11 мм и искажением эвольвентного профиля нарезаемого зуба.An attempt to eliminate these drawbacks led to the inclination of the cutting tool by a certain angle α p , which is equivalent to the displacement of the main circle much less than the circumference of the lower points of the active profiles in engagement. In this case, the increase α tw to about 24.25 accompanied by the growth of curvature of said trough bottom gear to 10.11 mm and distortion of involute tooth profile being cut.

Наиболее близким по технической сущности является способ чистовой обработки эвольвентных профилей круговых зубьев цилиндрических колес, по которому обработку осуществляют инструментом с цилиндрической профилирующей поверхностью. Инструменту сообщают вращательное движение вокруг своей оси с требуемой скоростью резания и качательно-возвратное движение по траектории так, что его режущие кромки перемещаются по радиусу кривизны круговых зубьев. Обрабатываемое колесо взаимосвязано вращают и поступательно перемещают со скоростью подачи вдоль касательной на каждом качательном ходе инструмента, при этом вращение инструмента кинематически независимо от вращения и поступательного перемещения обрабатываемого колеса. The closest in technical essence is the method of finishing the involute profiles of the circular teeth of cylindrical wheels, according to which the processing is carried out by a tool with a cylindrical profiling surface. The tool is informed of the rotational movement around its axis with the required cutting speed and the swing-return motion along the path so that its cutting edges move along the radius of curvature of the circular teeth. The machined wheel is interconnectedly rotated and progressively moved with the feed speed along the tangent at each swinging stroke of the tool, while the rotation of the tool is kinematically independent of the rotation and translational movement of the machined wheel.

Указанный способ также не обеспечивает получение зубчатых колес, образующих передачу с большими углами зацепления, так как базируется при нарезании эвольвентных профилей круговых зубьев цилиндрических колес на совмещении начальной и основной окружности и размещении последней вблизи окружности нижних точек активных профилей зубьев. The specified method also does not provide gears forming a gear with large engagement angles, since it is based on cutting involute profiles of circular teeth of cylindrical wheels by combining the initial and main circles and placing the latter near the circumference of the lower points of the active tooth profiles.

Кроме этого, кинематическая независимость скорости подачи инструмента от вращения и поступательного перемещения обрабатываемого колеса приводит к искажению формы эвольвентного профиля зуба, поскольку всегда основная окружность в обработке получается автоматически на радиусе, на котором окружная скорость обрабатываемого колеса равна нормальной скорости движения режущих кромок инструмента. Чем больше отличаются радиусы окружностей нижних точек активного эвольвентного профиля и основной окружности обрабатываемого колеса, тем больший угол зацепления в передаче можно получить, обрабатывая зубчатые колеса, образующие эту передачу. Поэтому необходимо кинематически связать скорость подачи инструмента, вращение и поступательное перемещение обрабатываемого колеса. In addition, the kinematic independence of the tool feed speed from rotation and translational movement of the machined wheel leads to a distortion of the shape of the involute tooth profile, since the main circumference in the machining is always obtained automatically at a radius at which the peripheral speed of the machined wheel is equal to the normal speed of movement of the cutting edges of the tool. The more the radii of the circles of the lower points of the active involute profile and the main circumference of the machined wheel differ, the larger the gearing angle can be obtained by machining the gears forming this gear. Therefore, it is necessary to kinematically relate the feed rate of the tool, the rotation and translational movement of the machined wheel.

Достигнутый технический результат повышение точности формообразования эвольвентного профиля зубьев зубчатых колес, образующих передачу с большими углами зацепления. Achieved technical result increased accuracy of shaping the involute profile of the teeth of the gears forming a gear with large angles of engagement.

Сущность изобретения в том, что по способу обработки эвольвентных профилей круговых зубьев цилиндрических колес, включающий согласованные вращение обрабатываемого зубчатого колеса и тангенциальное перемещение со скоростью подачи вращающегося со скоростью резания инструмента, рабочая профилирующая поверхность которого выполнена цилиндрической, при этом ось вращения инструмента установлена перпендикулярно оси вращения обрабатываемого зубчатого колеса на заданном расстоянии от межосевого перпендикуляра. Скорость подачи инструменту задают в соответствии с зависимостью
v2τ KvRk где vRk линейная скорость точки, лежащей на окружности нижних точек активного профиля зуба;
К Rk/Rb;
Rb и Rk радиусы соответственно основной окружности обрабатываемого колеса и окружности нижних точек активного эвольвентного профиля зубьев, при этом инструмент устанавливают с возможностью касания профилирующей точки режущей кромки инструмента с нижней активной точкой эвольвентного профиля зуба.The essence of the invention is that according to the method of processing involute profiles of circular teeth of cylindrical wheels, including coordinated rotation of the gear being machined and tangential movement with a feed rate of a tool rotating at a cutting speed, the working profiling surface of which is cylindrical, while the axis of rotation of the tool is set perpendicular to the axis of rotation the gear being machined at a predetermined distance from the interaxal perpendicular. The feed rate of the tool is set in accordance with the dependence
v 2 τ Kv Rk where v Rk is the linear velocity of the point lying on the circumference of the lower points of the active tooth profile;
K R k / R b ;
R b and R k are the radii, respectively, of the main circumference of the machined wheel and the circumference of the lower points of the active involute tooth profile, while the tool is installed with the ability to touch the profiling point of the cutting edge of the tool with the lower active point of the involute tooth profile.

На фиг.1 представлена схема обработки эвольвентных профилей круговых зубьев цилиндрических колес; на фиг.2 вид по стрелке А на обрабатываемое зубчатое колесо фиг.1. Figure 1 presents a diagram of the processing of involute profiles of circular teeth of cylindrical wheels; figure 2 is a view along arrow A of the machined gear wheel of figure 1.

Зубчатое колесо 1, вращающееся с угловой скоростью ω1 против часовой стрелки с радиусами Rb основной окружности, Rf окружности впадин, Ra наружной окружности, Rk окружности нижних точек активного эвольвентного профиля зуба, обрабатывают, например, шлифуют инструментом 2 в виде чашечного абразивного шлифовального круга с цилиндрической рабочей профилирующей поверхностью радиуса R2. Инструмент вращается с угловой скоростью ω2 вокруг своей оси в соответствии с выбранной скоростью резания и совершает качательно-возвратное движение на угол 2 φk (угол φk зависит от ширины bw обрабатываемого колеса) относительно оси О2, смещенной с оси инструмента на величину расстояния l R R2, где R радиус кривизны круговых зубьев (фиг.2), например, при обработке вогнутой стороны зуба.A gear wheel 1 rotating counterclockwise with an angular speed ω 1 with radii R b of the main circle, R f of the circumference of the depressions, R a of the outer circle, R k of the circumference of the lower points of the active involute tooth profile, is processed, for example, ground with a tool 2 in the form of a cup abrasive grinding wheel with a cylindrical working profiling surface of radius R 2 . The tool rotates with an angular speed ω 2 around its axis in accordance with the selected cutting speed and makes a swinging-reverse movement at an angle of 2 φ k (the angle φ k depends on the width b w of the machined wheel) relative to the axis O 2 offset from the axis of the tool by the distance l RR 2 , where R is the radius of curvature of the circular teeth (figure 2), for example, when processing the concave side of the tooth.

Для формообразования эвольвентного профиля, например, вогнутой стороны зуба методом обката необходимо сообщить инструменту подачу в направлении по касательной к окружности нижних активных точек эвольвентного профиля зубьев обрабатываемого колеса и соблюсти следующие кинематические соотношения:
vb ω1Rb и v2τ vRk ω1Rk (из теоретического построения удлиненной эвольвенты на нижней активной точке С эвольвентного профиля зуба).To shape the involute profile, for example, the concave side of the tooth by the rolling method, it is necessary to tell the tool the feed in the direction tangential to the circumference of the lower active points of the involute profile of the teeth of the machined wheel and observe the following kinematic relations:
vb ω 1 R b and v 2 τ v Rk ω 1 R k (from the theoretical construction of the elongated involute at the lower active point C of the involute tooth profile).

Откуда v2τ vRkRk/Rb где v2τ скорость подачи инструмента в направлении по касательной к окружности нижних активных точек эвольвентного профиля зубьев;
vRk линейная скорость точки, лежащей на окружности нижних активных точек эвольвентного профиля зуба.From where v 2 τ v Rk R k / R b where v 2 τ is the feed rate of the tool in the direction tangential to the circle of the lower active points of the involute tooth profile;
v Rk is the linear velocity of the point lying on the circle of the lower active points of the involute tooth profile.

Способ реализуется на приведенной схеме следующим образом. The method is implemented in the above diagram as follows.

Перед обработкой, например, вогнутой стороны круговых зубьев на зубчатом колесе 1 устанавливают инструмент с возможностью касания профилирующей точки режущей кромки инструмента с нижней активной точкой С эвольвентного профиля зуба. Сообщают обрабатываемому колесу 1 угловую скорость ω1 и задают скорость подачи инструменту в соответствии с зависимостью
v2τ KvRk где К Rk/Rb, vRk ω1Rk
Инструменту 2 сообщают при этом требуемую скорость резания и качательно-возвратное движение вокруг оси О2 на угол 2 φk и одновременно зависимо кинематически перемещают в тангенциальном направлении (по стрелке Sk) к нижней активной точке С эвольвентного профиля зуба.Before processing, for example, the concave side of the circular teeth on the gear wheel 1, a tool is installed with the possibility of touching the profiling point of the cutting edge of the tool with the lower active point C of the involute tooth profile. Tell the machined wheel 1 the angular velocity ω 1 and set the feedrate to the tool in accordance with the dependence
v 2 τ Kv Rk where K R k / R b , v Rk ω 1 Rk
In this case, the tool 2 is informed of the required cutting speed and the oscillating-reverse movement around the O 2 axis by an angle of 2 φ k and simultaneously kinematically dependently move in the tangential direction (along arrow S k ) to the lower active point C of the involute tooth profile.

В обкаточном движении центр инструмента 2 последовательно занимает положение OK1, OK2, OK3, а рабочая цилиндрическая профилирующая его поверхность обрабатывает эвольвентный профиль вогнутой стороны зуба с радиусом кривизны R (при положении центра инструмента в точке OK2 по торцам колеса 1 его профилирующая поверхность займет положение в точках CT1 и СТ2).In the break-in movement, the center of the tool 2 sequentially occupies the position OK 1 , OK 2 , OK 3 , and the working cylindrical profiling surface processes the involute profile of the concave side of the tooth with a radius of curvature R (when the center of the tool is at point OK 2 along the ends of the wheel 1, its profiling surface will take a position at points CT 1 and CT 2 ).

После обработки вогнутой стороны одного зуба переход к следующему зубу осуществляют методом единичного деления. Обработку вогнутой поверхности последующего зуба осуществляют аналогично. After processing the concave side of one tooth, the transition to the next tooth is carried out by the method of single division. Processing the concave surface of the subsequent tooth is carried out similarly.

Введение при формообразовании эвольвентного профиля обрабатываемого зуба колеса зависимой скорости подачи инструмента в направлении по касательной к окружности нижних активных точек эвольвентного профиля от линейной скорости точки, лежащей на окружности нижних точек активного профиля зуба, через коэффициент К Rk/Rb позволяет по сравнению с прототипом получить в обработке теоретически точный профиль зуба по удлиненной эвольвенте, исключить кривизну дна впадины и обработать зубчатые колеса, образующие передачу с большими углами зацепления (αtw 24.30о), так как, чем больше величина коэффициента К, тем больше угол зацепления в передаче αtw.Introduction in the shaping of the involute profile of the machined tooth of the wheel of the dependent feed rate of the tool in the direction tangential to the circumference of the lower active points of the involute profile of the linear speed of the point lying on the circumference of the lower points of the active tooth profile through the coefficient K R k / R b allows, in comparison with the prototype obtain a theoretically accurate tooth profile in processing along an elongated involute, eliminate the curvature of the bottom of the cavity and process the gears forming a gear with large angles Lenia (α tw 24.30 o), since the greater the value of the coefficient K, the greater pressure angle in the transmission of α tw.

Claims (1)

СПОСОБ ОБРАБОТКИ ЭВОЛЬВЕНТНЫХ ПРОФИЛЕЙ КРУГОВЫХ ЗУБЬЕВ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ КОЛЕС, включающий согласование вращения обрабатываемого зубчатого колеса и тангенциальное перемещение со скоростью подачи вращающегося инструмента, рабочая профилирующая поверхность которого выполнена цилиндрической, при этом ось вращения инструмента установлена перпендикулярно оси вращения обрабатываемого зубчатого колеса на заданном расстоянии от межосевого перпендикуляра, отличающийся тем, что при обработке зубчатых колес, образующих передачу с большими углами зацепления, скорость подачи инструменту задают в соответствии с зависимостью. METHOD FOR PROCESSING EVOLVENT PROFILES OF CIRCULAR TEETH OF CYLINDRICAL WHEELS, including matching the rotation of the gear being machined and tangential movement with the feed speed of a rotating tool, the working profiling surface of which is cylindrical, while the axis of rotation of the tool is mounted perpendicular to the axis of rotation of the machined gear axis characterized in that when processing gears forming a gear with large Glami engagement tool feed rate is set according to the relation.
Figure 00000002

где
Figure 00000003
линейная скорость точки, лежащей на окружности нижних точек активного профиля зуба;
K Rk/Rb где Rb и Rk радиусы соответственно основной окружности обрабатываемого колеса и окружности нижних точек активного профиля,
при этом инструмент устанавливают с возможностью касания профилирующей точки режущей кромки инструмента с нижней активной точкой эвольвентного профиля.
Figure 00000002

Where
Figure 00000003
linear speed of a point lying on the circumference of the lower points of the active tooth profile;
KR k / R b where R b and R k are the radii, respectively, of the main circumference of the machined wheel and the circumference of the lower points of the active profile,
while the tool is installed with the possibility of touching the profiling point of the cutting edge of the tool with the lower active point of the involute profile.
SU5064762 1992-10-09 1992-10-09 Method of working involute profiles of circular teeth of cylindrical gear wheels RU2049608C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5064762 RU2049608C1 (en) 1992-10-09 1992-10-09 Method of working involute profiles of circular teeth of cylindrical gear wheels

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5064762 RU2049608C1 (en) 1992-10-09 1992-10-09 Method of working involute profiles of circular teeth of cylindrical gear wheels

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2049608C1 true RU2049608C1 (en) 1995-12-10

Family

ID=21614482

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5064762 RU2049608C1 (en) 1992-10-09 1992-10-09 Method of working involute profiles of circular teeth of cylindrical gear wheels

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2049608C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2447975C1 (en) * 2011-02-08 2012-04-20 Общество с ограниченной ответственностью "Зубчатые трансмиссии - МГОУ" Method of producing arched teeth of helical gears
RU2467838C2 (en) * 2011-01-11 2012-11-27 Общество с ограниченной ответственностью "Зубчатые трансмиссии-МГОУ" Method of cutting helical gears with arched teeth

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР N 1664479, кл. B 23F 9/02, 1991. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2467838C2 (en) * 2011-01-11 2012-11-27 Общество с ограниченной ответственностью "Зубчатые трансмиссии-МГОУ" Method of cutting helical gears with arched teeth
RU2447975C1 (en) * 2011-02-08 2012-04-20 Общество с ограниченной ответственностью "Зубчатые трансмиссии - МГОУ" Method of producing arched teeth of helical gears

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2542040C2 (en) Method and tool for making of flat gear wheels
JP2550038B2 (en) Method for grinding teeth of a bevel gear pair with helical teeth and apparatus for carrying out this method
US4635404A (en) Apparatus for machining a spur gear by means of a rotating gearlike tool
US5289815A (en) Method of dressing a threaded grinding wheel
RU2518818C2 (en) Method for continuous manufacturing of flat gear wheels
JP6721223B2 (en) Spherical involute tooth profile spiral bevel gear cutting method
KR102100516B1 (en) Device and method for machining bevel gears using an eccentrically moved grinding tool
EP0330289B1 (en) A process for the making and/or finishing of crown wheels
US4650378A (en) Method for machining a gear by means of a rotating gear-type tool
JPS631472B2 (en)
RU2049608C1 (en) Method of working involute profiles of circular teeth of cylindrical gear wheels
SU1075954A3 (en) Method for grinding mating pair of bevel gears and tool for grinding gear of mating pair
RU2060117C1 (en) Method of processing arched teeth of gear wheels with involute profile
RU2347650C1 (en) Method for cutting of gear wheels with modified shape of teeth
SU685451A1 (en) Gear-working method
US4034645A (en) Method for manufacturing a gear-wheel for a rotary displacement machine
SU686835A2 (en) Grinding of spiral tooths of spur-gear involute wheels by method of running
RU2123410C1 (en) Method for machining curved tooth gears
RU1776221C (en) Method for cutting circular-arc teeth
SU1191270A1 (en) Method of grinding back of gear-shaping cutter head and dressing abrasive wheel with roller tool
SU998026A1 (en) Toothed gear cutting method
SU1664480A1 (en) Method for machining circular arc tooth gears
RU2019370C1 (en) Method of machining toothed articles with barrel-shaped teeth
SU1646723A1 (en) Method for finish-machining gear wheels
SU971598A1 (en) Tool for finishing gears