RU2069605C1

RU2069605C1 - Device for correction of gear ratio of kinematic link of turning-screw-cutting tool

Info

Publication number: RU2069605C1
Application number: RU94007779A
Authority: RU
Inventors: Станислав Николаевич Ким; Борис Иванович Корнилов; Дмитрий Леонидович Зубер; Борис Александрович Пименов; Владислав Михайлович Севастьянов; Вячислав Викторович Захаров
Original assignee: Станислав Николаевич Ким; Борис Иванович Корнилов; Дмитрий Леонидович Зубер; Борис Александрович Пименов; Владислав Михайлович Севастьянов; Вячислав Викторович Захаров
Priority date: 1994-03-03
Filing date: 1994-03-03
Publication date: 1996-11-27

Abstract

FIELD: machine-tool industry. SUBSTANCE: device comprises input shaft 7 and output shaft 8 interconnected through at least one cylindric gear pair 9 and 10. Gear wheel 10 is spiral. One of gear wheels 11 of spiral cylindric pair 10 is mounted on its shaft 18 for movement along its axis in specified limits. The device is also provided with means 13 for linear converting rotary motion of input shaft 7 into forward motion and lever 17 the ratio of arms of which may be smoothly adjusted. The lever is also may rock with respect to axle 18 set in bearing 19 of lever 17 which is mounted so as when one of its end is set in reciprocation by means 13 for linear converting rotation of input shaft 7 into forward motion, the other end of lever 17 transmit forward motion to movable gear wheel 11. EFFECT: improved design. 3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к станкостроению, а именно к устройствам для настройки передаточного отношения кинематической цепи токарно-винторезного станка, и может быть использовано для нарезания винтовых поверхностей, например косых эвольвентных зубьев на колесах планетарных зубчатых экструдеров, у которых отношение ширины зубчатого венца к диаметру может достигать 25 и более, а также точных ходовых винтов и гаек. The invention relates to machine tool industry, and in particular to devices for adjusting the gear ratio of the kinematic chain of a screw-cutting machine, and can be used to cut helical surfaces, for example oblique involute teeth on the wheels of planetary gear extruders, in which the ratio of the gear width to diameter can reach 25 and more, as well as precise lead screws and nuts.

При изготовлении планетарного зубчатого экструдера возникает задача нарезания зубьев эпицикла с внутренними зубьями, солнечного колеса, сателлитов, соотношение делительных диаметров которых определяется требованиями производительности и других эксплуатационных качеств экструдера. При этом углы наклона зубьев всех колес должны быть одинаковы, соответственно, осевые шаги винтовых линий, определяемые из выражения
H = πdctgβ где:
где d делительный диаметр зубчатого колеса,
β угол наклона зубьев,
различны и пропорциональны делительным диаметрам зубчатых колес.In the manufacture of a planetary gear extruder, the problem arises of cutting the teeth of the epicycle with internal teeth, the sun wheel, satellites, the ratio of the pitch diameters of which is determined by the requirements of productivity and other operational qualities of the extruder. In this case, the angle of inclination of the teeth of all wheels should be the same, respectively, the axial steps of the helical lines, determined from the expression
H = πdctgβ where:
where d is the pitch diameter of the gear,
β tooth angle
different and proportional to the pitch diameters of the gears.

Для получения требуемого прилегания контактирующих зубьев колес планетарного экструдера необходимо при нарезании зубьев всех зубчатых колес обеспечить расчетные значения осевых шагов винтовых линий зубьев по меньшей мере с точностью до единицы третьего десятичного знака. Помимо этого требуется введение продольной нелинейной коррекции формы зубьев, позволяющее выровнять удельные контактные нагрузки по ширине венцов зубчатых колес планетарного экструдера и тем самым повысить долговечность изделия. Широко распространенные токарно-винторезные станки по своим основным параметрам могут быть использованы для нарезания зубьев колес планетарных экструдеров. Но передаточное отношение кинематической цепи токарно-винторезного станка, определяющее величину перемещения суппорта за один оборот шпинделя, может быть выбрано только из дискретного ряда значений, задаваемых зубчатой коробкой передач станка и гитарой подач. При этом ближайшие по значению передаточные отношения из имеющегося ряда, как правило, недопустимо отличаются от расчетного, требуемого для обработки указанных винтовых поверхностей. To obtain the required fit of the contacting teeth of the wheels of the planetary extruder, it is necessary, when cutting the teeth of all gears, to provide the calculated values of the axial steps of the helical lines of the teeth with at least an accuracy of one third decimal place. In addition, the introduction of longitudinal nonlinear correction of the shape of the teeth is required, which makes it possible to align the specific contact loads along the width of the gear rims of the planetary extruder and thereby increase the durability of the product. The widespread screw-cutting lathes in their basic parameters can be used to cut the teeth of the wheels of planetary extruders. But the gear ratio of the kinematic chain of the screw-cutting machine, which determines the amount of support movement per spindle revolution, can only be selected from a discrete series of values specified by the gear transmission of the machine and the feed guitar. In this case, the closest gear ratios from the existing series, as a rule, are unacceptably different from the calculated one required for processing the indicated helical surfaces.

Известно устройство для настройки передаточного отношения кинематической цепи токарно-винторезного станка, в частности, зубообрабатывающего станка, в котором входной и выходной валы связаны между собой [1]
К недостаткам указанного устройства следует отнести необходимость ручного подбора сменных колес, большие затраты времени на их подбор и настройку. Ограниченные возможности выбора указанных сменных колес снижают также технологические возможности станка.A device for adjusting the gear ratio of the kinematic chain of a screw-cutting machine, in particular a gear-processing machine, in which the input and output shafts are interconnected [1]
The disadvantages of this device include the need for manual selection of interchangeable wheels, a large investment of time for their selection and adjustment. The limited choice of these interchangeable wheels also reduces the technological capabilities of the machine.

Наиболее близким к изобретению является устройство для настройки передаточного отношения кинематической цепи зубообрабатывающего станка, которое может быть использовано для настройки передаточного отношения кинематической цепи токарно-винторезного станка при нарезании зубьев колес планетарных экструдеров. В указанном устройстве входной и выходной валы связаны между собой зубчатым редуктором, выполненным с возможностью изменения передаточного отношения [2] Поскольку при конечном наборе зубчатых колес указанного редуктора и конечном числе зубьев каждого колеса передаточное отношение зубчатого редуктора может принимать только дискретные значения, то для достижения необходимой точности (единицы третьего десятичного знака) настройки передаточного отношения указанное устройство вынужденно получается сложным, содержащим большое количество зубчатых колес, и значит, имеющим большую стоимость и габариты. К недостаткам указанного устройства следует отнести также невозможность обеспечения продольной нелинейной коррекции формы нарезаемых на токарно-винторезном станке зубьев зубчатых колес, требуемой при изготовлении зубчатых планетарных экструдеров для увеличения их долговечности. Closest to the invention is a device for adjusting the gear ratio of the kinematic chain of a machine tool, which can be used to adjust the gear ratio of the kinematic chain of a screw-cutting machine when cutting the teeth of the wheels of planetary extruders. In the specified device, the input and output shafts are interconnected by a gear reducer, made with the possibility of changing the gear ratio [2] Since, with a finite set of gears of the specified gearbox and a finite number of teeth of each wheel, the gear ratio of the gear reducer can take only discrete values, to achieve the necessary accuracy (units of the third decimal place) of the gear ratio setting, the specified device is forced to be complex, containing a large number of of gears, and hence having a higher cost and size. The disadvantages of this device should also include the impossibility of providing longitudinal nonlinear correction of the shape of the teeth of the gears cut on a screw-cutting machine, which is required in the manufacture of planetary gear extruders to increase their durability.

Целью изобретения является создание устройства для коррекции передаточного отношения кинематической цепи токарно-винторезного станка, в котором входной и выходной валы связаны между собой таким образом, чтобы обеспечить возможность бесступенчатой регулировки устанавливаемого в пределах хода обработки винтовой поверхности передаточного отношения кинематической цепи станка, а также обеспечить возможность введения продольной нелинейной коррекции формы нарезаемых винтовых поверхностей и, тем самым, упростить конструкцию устройства, его стоимость и габариты, а также расширить функциональные возможности токарно-винторезного станка. The aim of the invention is to provide a device for correcting the gear ratio of the kinematic chain of a screw-cutting machine, in which the input and output shafts are interconnected in such a way as to allow stepless adjustment of the gear ratio of the kinematic chain of the machine, which is installed within the processing range of the helical surface, as well as to enable introducing a longitudinal nonlinear correction of the shape of the cut helical surfaces and, thereby, simplify the design of the device , its cost and dimensions, as well as expand the functionality of a screw-cutting lathe.

Цель достигается тем, что в устройстве для коррекции передаточного отношения кинематической цепи токарно-винторезного станка, содержащем входной и выходной валы, связанные между собой по меньшей мере одной цилиндрической зубчатой парой, согласно изобретению, одна зубчатая пара выполнена косозубой и одно из зубчатых колес косозубой цилиндрической пары установлено на своем валу с возможностью перемещения в заданных пределах вдоль его оси, при этом устройство содержит средство линейного преобразования вращательного движения входного вала в поступательное и рычаг, выполненный с возможностью плавной регулировки отношения плеч, а также с возможностью качания относительно оси, закрепленной в опоре рычага, при этом рычаг установлен таким образом, что при сообщении одному его концу поступательного движения от средства линейного преобразования вращательного движения входного вала в поступательное, другим своим концом рычаг передает поступательное движение перемещаемому зубчатому колесу. The goal is achieved by the fact that in the device for correcting the gear ratio of the kinematic chain of a screw-cutting machine containing input and output shafts connected by at least one cylindrical gear pair, according to the invention, one gear pair is helical and one of the gears is helical pairs mounted on its shaft with the ability to move within specified limits along its axis, while the device contains a means of linear conversion of the rotational motion of the input Ala into the translational and the lever, made with the possibility of smooth adjustment of the ratio of the shoulders, as well as with the possibility of swinging relative to the axis fixed in the support of the lever, while the lever is installed in such a way that when communicating to one end of the translational motion from the means of linear conversion of the rotational movement of the input shaft in the translational, with its other end, the lever transmits the translational motion to the movable gear.

Бесступенчатая регулировка устанавливаемого в пределах хода обработки винтовой поверхности передаточного отношения кинематической цепи станка достигается введением плавно регулируемой корректирующей добавки передаточного отношения устройства, включенного в кинематическую цепь станка. The stepless adjustment of the gear ratio of the kinematic chain of the machine installed within the course of processing the helical surface is achieved by introducing a continuously adjustable corrective additive of the gear ratio of the device included in the kinematic chain of the machine.

Выполнение одной цилиндрической зубчатой пары косозубой, в которой одно из зубчатых колес установлено на своем валу с возможностью перемещения вдоль его оси, позволяет вводить в передаточное отношение устройства корректирующую добавку. Это обеспечивается тем, что указанное перемещение косозубого колеса, находящего в зацеплении с другим косозубым колесом, вызывает дополнительный поворот того из них, которое является ведомым на угол, определяемый выражением

,
где Х величина осевого смещения перемещаемого косозубого колеса,
β₁- угол наклона зубьев колес косозубой пары,
d₁ делительный диаметр ведомого косозубого колеса.The execution of one cylindrical gear pair of helical gears, in which one of the gears is mounted on its shaft with the possibility of movement along its axis, allows you to enter a corrective additive in the gear ratio of the device. This is ensured by the fact that the indicated movement of the helical gear meshed with another helical gear causes an additional rotation of one of them, which is driven by an angle defined by the expression

,
where X is the value of the axial displacement of the movable helical gear,
β ₁ - the angle of inclination of the teeth of the wheels of the helical pair,
d ₁ pitch diameter of the driven helical gear.

Пределы перемещения косозубого колеса вдоль оси его вала определяются требуемой величиной коррекции передаточного отношения зубчатой передачи, связывающей входной и выходной валы устройства, а также длиной хода обработки винтовой поверхности. The limits of movement of the helical gear along the axis of its shaft are determined by the required correction value for the gear ratio of the gear linking the input and output shafts of the device, as well as the stroke length of the machining of the helical surface.

Средство линейного преобразования вращательного движения входного вала в поступательное задает перемещение косозубого колеса, пропорциональное углу поворота входного вала. Таким образом, в передаточное отношение устройства вводится в пределах хода резания постоянная по величине линейная корректирующая добавка. Плавная регулировка величины вводимой корректирующей добавки передаточного отношения устройства обеспечивается регулировкой отношения плеч рычага. The means of linear transformation of the rotational motion of the input shaft into the translational sets the movement of the helical gear proportional to the angle of rotation of the input shaft. Thus, a constant in value linear correction additive is introduced into the gear ratio of the device within the cutting stroke. Smooth adjustment of the value of the introduced correction additive of the gear ratio of the device is provided by adjusting the ratio of the lever shoulders.

Целесообразно, чтобы средство линейного преобразования вращательного движения входного вала в поступательное было выполнено в виде винта с установленной на нем с возможностью продольного перемещения ходовой гайкой. It is advisable that the means of linear transformation of the rotational motion of the input shaft into translational was made in the form of a screw with a longitudinal nut mounted on it with the possibility of longitudinal movement.

Выполнение средства линейного преобразования вращательного движения в поступательное в виде винта с установленной на нем с возможностью перемещения ходовой гайкой обеспечивает равномерное поступательное движение перемещаемого зубчатого колеса. The execution of the means of linear conversion of rotational motion into translational motion in the form of a screw with a moving nut mounted on it with the possibility of movement ensures a uniform translational motion of the moving gear.

Целесообразно, чтобы опора рычага была выполнена с возможностью качания относительно оси, параллельной оси качания рычага, при этом устройство содержит кинематическую цепь, преобразующую по заданному закону вращения выходного вала в колебательное движение опоры рычага. It is advisable that the support of the lever was made to swing relative to an axis parallel to the axis of swing of the lever, while the device contains a kinematic chain that converts according to a given law of rotation of the output shaft into the oscillatory movement of the support of the lever.

Указанное выполнение опоры рычага и наличие указанной кинематической цепи обеспечивает возможность введения продольной нелинейной коррекции формы нарезаемых винтовых поверхностей. The specified implementation of the support of the lever and the presence of the specified kinematic chain provides the possibility of introducing longitudinal nonlinear correction of the shape of the cut helical surfaces.

На фиг.1 изображено устройство для коррекции передаточного отношения кинематической цепи токарно-винторезного станка, установленное в кинематической цепи станка, и обрабатываемая деталь; на фиг.2 схематично кинематическая цепь качания опоры рычага и рычаг с опорой; на фиг.3 профиль кулачка в кинематической цепи опоры рычага, задающего закон преобразования вращения выходного вала устройства в качание опоры рычага. Figure 1 shows a device for correcting the gear ratio of the kinematic chain of a screw-cutting machine, installed in the kinematic chain of the machine, and the workpiece; figure 2 schematically the kinematic chain of swing of the support of the lever and the lever with support; figure 3 the profile of the cam in the kinematic chain of the support of the lever that defines the law of conversion of rotation of the output shaft of the device into the swing of the support of the lever.

На фиг.1 изображены обрабатываемая деталь 1, установленная на токарно-винторезном станке, устройство 2 для коррекции передаточного отношения кинематической цепи указанного станка, установленное в кинематической цепи станка, содержащей шпиндель 3, суппорт 4 с резцом 5, перемещаемом винтом 6. Устройство 2 согласно наилучшему варианту осуществления изобретения, установлено между шпинделем 3 станка и обрабатываемой деталью 1. Возможно любое иное место установки устройства 2 в кинематической цепи станка. Figure 1 shows the workpiece 1 mounted on a screw-cutting machine, a device 2 for correcting the gear ratio of the kinematic chain of the specified machine, installed in the kinematic chain of the machine containing the spindle 3, the caliper 4 with the cutter 5 moved by the screw 6. Device 2 according to to the best embodiment of the invention, installed between the spindle 3 of the machine and the workpiece 1. Any other installation location of the device 2 in the kinematic chain of the machine is possible.

Согласно изобретению, устройство 2 для коррекции передаточного отношения кинематической цепи токарно-винторезного станка содержит входной вал 7, соединенный со шпинделем 3, и выходной вал 8, передающий вращение обрабатываемой детали, связанные между собой посредством двух зубчатых пар 9 и 10, одна из которых 10 выполнена цилиндрической и косозубой. Колесо 11 косозубой пары 10 установлено на выходном валу 8 с возможностью перемещения в заданных пределах вдоль оси выходного вала 8. Возможно, наоборот, выполнение перемещаемым не указанного, а другого колеса 12 пары 10. При этом ширина зубчатого венца первого из колес косозубой пары выбирается известным образом из условия непревышения допустимой удельной нагрузки на зубья, а ширина зубчатого венца другого колеса задается большей, чем первого, и определяется из условия зацепления зубьев косозубой пары по всей ширине венца первого колеса при движении перемещаемого косозубого колеса в заданных пределах. Возможно выполнение устройства 2 с одной зубчатой парой, выполненной в этом случае цилиндрической и косозубой. Количество зубчатых пар определяется требованиями получения минимальных габаритов и заданного передаточного отношения устройства 2. В этом случае, если устройство 2 содержит несколько зубчатых пар, например, как изображено на фиг.1 две, то косозубой может быть выполнена любая из них, а в косозубой паре перемещаемым может быть любое из зубчатых колес пары. According to the invention, the device 2 for correcting the gear ratio of the kinematic chain of a screw-cutting machine contains an input shaft 7 connected to the spindle 3 and an output shaft 8 transmitting the rotation of the workpiece, interconnected by two gear pairs 9 and 10, one of which 10 made cylindrical and helical. The wheel 11 of the helical pair 10 is mounted on the output shaft 8 with the possibility of moving within predetermined limits along the axis of the output shaft 8. It is possible, on the contrary, to make the pair not specified but the other wheel 12 pair 10. The width of the ring gear of the first of the wheels of the helical pair is selected known Thus, from the condition that the permissible specific load on the teeth does not exceed, and the width of the gear of the other wheel is set larger than the first, and is determined from the condition of the gear teeth of the helical pair over the entire width of the crown of the first wheel when Movement, transported helical wheel within a predetermined range. Possible implementation of the device 2 with one gear pair, made in this case, a cylindrical and helical. The number of gear pairs is determined by the requirements for obtaining the minimum dimensions and a given gear ratio of the device 2. In this case, if the device 2 contains several gear pairs, for example, as shown in figure 1 two, then any of them can be helical, and in a helical pair any of the gears of the pair can be moved.

Устройство 2 содержит средство 13 линейного преобразования вращательного движения в поступательное, выполненное в виде винта 14 с установленной на нем с возможностью продольного перемещения ходовой гайкой 15, удерживаемой от поворота. Винтом 14 служит участок промежуточного вала 16. Если в устройстве 2 имеется только одна зубчатая пара, то винтом является участок входного вала 7. The device 2 contains a means 13 of linear conversion of rotational motion into translational motion, made in the form of a screw 14 with a spindle nut 15 that can be moved longitudinally and held against rotation. The screw 14 is the portion of the intermediate shaft 16. If the device 2 has only one gear pair, then the screw is the portion of the input shaft 7.

Возможно любое иное известное выполнение средства линейного преобразования вращательного движения в поступательное. Any other known implementation of the means of linear conversion of rotational motion into translational is possible.

Устройство 2 содержит рычаг 17, выполненный с возможностью плавной регулировки отношения плеч, а также с возможностью качания относительно оси 18 (фиг. 2), закрепленной в опоре 19 рычага 17. Опора 19 рычага 17 содержит разъемную обойму 23 с двумя цапфами, которые являются осью 18 вращения рычага 17. Рычаг 17 фиксируется в обойме при стягивании ее болтами (не показаны). Концы рычага 17 выполнены в виде роликов 21, 22, установленных с возможностью поворота и перемещения в пазах 23, выполненных в ходовой гайке 15 и перемещаемом косозубом колесе 11, соответственно. При этом глубина пазов 23 выполнена такой, чтобы обеспечить регулировку отношения плеч рычага 17. Между одним из роликов, например роликом 22, и обоймой 20 установлены плоскопараллельные меры 24, общая толщина которых задает величину отношения плеч рычага. The device 2 contains a lever 17 made with the possibility of smooth adjustment of the ratio of the shoulders, as well as with the possibility of swinging relative to the axis 18 (Fig. 2), fixed in the support 19 of the lever 17. The support 19 of the lever 17 contains a detachable cage 23 with two axles, which are the axis 18 rotation of the lever 17. The lever 17 is fixed in the cage when tightening it with bolts (not shown). The ends of the lever 17 are made in the form of rollers 21, 22 installed with the possibility of rotation and movement in the grooves 23 made in the spindle nut 15 and the movable helical wheel 11, respectively. Moreover, the depth of the grooves 23 is made so as to ensure adjustment of the ratio of the shoulders of the lever 17. Between one of the rollers, for example a roller 22, and a holder 20, plane-parallel measures 24 are installed, the total thickness of which determines the ratio of the shoulders of the lever.

Опора 19 рычага 17 выполнена с возможностью качания относительно оси 25, параллельной оси 18 качания рычага 17. При этом оси 18 и 25 разнесены одна относительно другой на расстояние. The support 19 of the lever 17 is made with the possibility of swinging relative to the axis 25, parallel to the axis 18 of the swing of the lever 17. In this case, the axes 18 and 25 are spaced one relative to the other.

Кинематическая цепь 26 опоры 19 включает в себя зубчатую передачу 27, содержащую установленное на выходном валу 8 зубчатое колесо 28, связывающую выходной вал 8 с кулачком 29 (фиг.3). Передаточное отношение зубчатой передачи 27 (фиг.2) выбирается таким образом, чтобы кулачок 29 совершал не более одного оборота, при прохождении резцом 5 всего интервала обработки винтовой поверхности. The kinematic chain 26 of the support 19 includes a gear 27 containing a gear 28 mounted on the output shaft 8, connecting the output shaft 8 with the cam 29 (Fig.3). The gear ratio of the gear 27 (FIG. 2) is selected so that the cam 29 makes no more than one revolution, when the cutter 5 passes the entire processing interval of the helical surface.

Кулачок 29 посредством рычага 30, тяги 31 и рычага 32 кинематически связан с опорой 19 рычага 17. Опора 19 рычага 17 через ось 18 и рычаг 17 связана с перемещаемым косозубым колесом 11. Передаточное отношение последней связи является отношением величины осевого перемещения косозубого колеса 11 к составляющей перемещения оси рычага 18 вдоль оси косозубого колеса 11, вызываемого поворотом опоры рычага 17 относительно оси 25. Указанное передаточное отношение равно отношению длины рычага к длине его плеча между осью 18 и осью ролика 22. Профиль кулачка 29 рассчитывается с учетом передаточного отношения кинематической цепи: выходной вал 8, кулачок 29, выходной вал 8 с замкнутой обратной связью, в соответствии с требуемыми законом продольной нелинейной коррекции формы обрабатываемой винтовой поверхности. The cam 29 by means of the lever 30, the rod 31 and the lever 32 is kinematically connected with the support 19 of the lever 17. The support 19 of the lever 17 through the axis 18 and the lever 17 is connected with the movable helical gear 11. The gear ratio of the last connection is the ratio of the axial displacement of the helical gear 11 to the component the displacement of the axis of the lever 18 along the axis of the helical gear 11 caused by the rotation of the support of the lever 17 relative to the axis 25. The specified gear ratio is equal to the ratio of the length of the lever to the length of its shoulder between the axis 18 and the axis of the roller 22. Profile of the cam 29 yvaetsya with the transmission ratio of the kinematic chain: the output shaft 8, the cam 29, the output shaft 8 with a closed-loop, in accordance with the desired law nonlinear shape correction to the longitudinal screw machined surface.

Настройка предлагаемого устройства на конкретные параметры обработки приведена ниже на примере нарезания зубьев солнечного колеса планетарного экструдера. The setting of the proposed device for specific processing parameters is shown below on the example of cutting the teeth of the sun wheel of a planetary extruder.

Параметры колеса: модуль m_n 3 мм, число зубьев Z 27, угол наклона зубьев β = 45^°, ширина зубчатого венца b 1000 мм. На токарном станке устанавливается подача (перемещение суппорта 4 на один оборот шпинделя 3) S 112 мм/об.Wheel parameters: module m _n 3 mm, the number of teeth Z 27, the angle of inclination of the teeth β = 45 ^° , the width of the ring gear b 1000 mm. On the lathe, the feed is set (movement of the caliper 4 per spindle revolution 3) S 112 mm / rev.

Делительный диаметр солнечного колеса

Шаг винтовой линии зуба солнечного колеса
H = πdctgβ = 359,87355 мм
Номинальное передаточное отношение устройства 2
i_н H/S 3,21315
В связи со сложностью конструкции зубчатой пары 10 ее передаточное отношение сохраняется фиксированным i₁₀ 2, при значениях чисел зубьев колес 11 и 12, соответственно, Z₁₁ 82, Z₁₂ 41. При настройке устройства 2 изменяется только передаточное отношение зубчатой пары 9 путем замены зубчатых колес. При передаточном отношении зубчатой пары 9,

получим наиболее близкое значение фактического передаточного отношения устройства 2 к номинальному
i_ф i₉•i₁₀ 3,22449
Число оборотов шпинделя 3 станка на длине обработки b равно

Число оборотов выходного вала 8 устройства 2 на длине обработки b номинальное
n_н n_шп/i_н 2,77876
фактическое
n_ф n_шп/i_ф 2,76899
Требуемый дополнительный угол поворота выходного вала 8, реализуемый осевым перемещением косозубого колеса 11 с помощью рычага 17, равен
ΔΦ = (n_н - n_ф)360^° = 3,5172^° (n_р n_ф)360^o 3,5172^o
Угол наклона зубьев косозубой пары 11 β₁ = 16,06666^°, модуль m_n 3 мм, делительный диаметр колеса 11,

. Дополнительное окружное перемещение колеса 11 на делительной окружности, обеспечивающее равенство фактического передаточного отношения номинальному

Перемещение гайки 15 при передаточном отношении рычага 17 i 1

Число оборотов промежуточного вала 16
n_пр n_шп/i₉ 5,53797
Расчетный шаг резьбы гайки 15

Принимаем шаг резьбы t 5 мм, тогда требуемое передаточное отношение рычага 17

В конструкции устройства 2 расстояние между осями роликов 21 и 22 принято равным L 192 мм. Для изменения передаточного отношения рычага 17 его середина должна быть смещена относительно оси качания на величину Z, определяемую из уравнения

Следовательно, длины плеч рычага 17
L₁ L/2 Z 95,28772 мм, L₂ L/2 + Z 96,71228 мм
Настройка длин плеч рычага 17 осуществляется с помощью плоскопараллельных концевых мер, поэтому ошибка установки длин может быть принята равной 0,005 мм, тогда фактическое передаточное отношение рычага 17

Ошибка окружного перемещения нарезаемого солнечного колеса, отсчитываемого по его делительной окружности, обусловленная погрешностью настройки передаточного отношения устройства 2

Допуск направления зубьев солнечного колеса планетарного экструдера, соответствующий 7 степени точности по ГОСТ 1643-81, равен 0,040 мм. Таким образом, точность настройки следует считать вполне удовлетворительной.Dividing diameter of a sun wheel

Spiral Tooth Helix pitch
H = πdctgβ = 359.87355 mm
Nominal gear ratio of the device 2
i _n H / S 3.21315
Due to the complexity of the design of the gear pair 10, its gear ratio remains fixed i ₁₀ 2, with the values of the number of teeth of the wheels 11 and 12, respectively, Z ₁₁ 82, Z ₁₂ 41. When setting up the device 2, only the gear ratio of the gear pair 9 is changed by replacing the gear wheels. When the gear ratio of the gear pair 9,

get the closest value of the actual gear ratio of the device 2 to the nominal
i _f i ₉ • i ₁₀ 3.22449
The number of revolutions of the spindle 3 of the machine on the processing length b is

The number of revolutions of the output shaft 8 of the device 2 on the processing length b nominal
n _n n _sp / i _n 2.77876
actual
n _f n _sp / i _f 2.76899
The required additional angle of rotation of the output shaft 8, realized by the axial movement of the helical gear 11 using the lever 17, is
ΔΦ = (n _n - n _f ) 360 ^° = 3.5172 ^° (n _r n _f ) 360 ^o 3.5172 ^o
The angle of inclination of the teeth of the helical pair 11 β ₁ = 16.06666 ^° , the module m _n 3 mm, the pitch diameter of the wheel 11,

. Additional circumferential movement of the wheel 11 on the pitch circle, ensuring equality of the actual gear ratio to the nominal

Moving nut 15 with gear ratio of lever 17 i 1

Speed of an intermediate shaft 16
n _ave n _wn / i ₉ 5.53797
Estimated thread pitch nut 15

We take a thread pitch t 5 mm, then the required gear ratio of the lever 17

In the design of the device 2, the distance between the axes of the

rollers

21 and 22 is taken equal to L 192 mm To change the gear ratio of the lever 17, its middle should be shifted relative to the swing axis by the value Z, determined from the equation

Therefore, the lengths of the shoulders of the lever 17
L ₁ L / 2 Z 95.28772 mm, L ₂ L / 2 + Z 96.71228 mm
Setting the shoulder lengths of the lever 17 is carried out using plane-parallel end measures, therefore, the error in setting the lengths can be taken equal to 0.005 mm, then the actual gear ratio of the lever 17

The error of the circumferential movement of the chopped sun wheel, counted along its pitch circle, due to the error in setting the gear ratio of the device 2

The tolerance of the direction of the teeth of the solar wheel of the planetary extruder, corresponding to 7 degrees of accuracy according to GOST 1643-81, is equal to 0.040 mm. Thus, the accuracy of the settings should be considered quite satisfactory.

Рассмотрим далее настройку устройства 2 для нелинейной продольной коррекции зубьев солнечного колеса. Let us further consider the setting of device 2 for nonlinear longitudinal correction of the teeth of the sun wheel.

Из расчета деформаций зубчатых колес планетарного экструдера под действием крутящего момента на солнечном колесе получена величина максимального отклонения зубьев в средней части колеса от теоретической винтовой линии зуба, равная δ = 0,52 мм; величина указанного отклонения измеряется в окружном направлении на делительном диаметре. Соответственно, величина окружного перемещения на делительном диаметре колеса 11 будет пропорциональна отношению делительных диаметров колеса 11 и нарезаемого солнечного колеса

осевое перемещение колеса 11

В то же время, как видно из фиг.2

где Δ подъем профиля кулачка;
l₂, l₃ длины плеч рычага 30;
l₁ длина pычага 32.From the calculation of the deformation of the gears of the planetary extruder under the action of torque on the sun wheel, the maximum deviation of the teeth in the middle part of the wheel from the theoretical helical line of the tooth is equal to δ = 0.52 mm; the magnitude of the indicated deviation is measured in the circumferential direction on the pitch diameter. Accordingly, the magnitude of the circumferential movement on the pitch diameter of the wheel 11 will be proportional to the ratio of the pitch diameters of the wheel 11 and the chopped sun wheel

axial movement of the wheel 11

At the same time, as can be seen from figure 2

where Δ is the cam profile lift;
l ₂ , l _{3 the} length of the shoulders of the lever 30;
l ₁ leverage 32.

Соответственно, максимальный подъем профиля кулачка

В принятой конструкции устройства l₂ l₃, l₁ 50 мм, е 5 мм, L 192 мм, поэтому Δ = 10,15 мм,. Если принять погрешность профиля кулачка в пределах 0,1 мм, то погрешность положения винтовой линии не превысит 1% что приемлемо.Accordingly, the maximum cam profile lift

In the accepted design of the device, l ₂ l ₃ , l ₁ 50 mm, e 5 mm, L 192 mm, therefore Δ = 10.15 mm. If we accept the cam profile error within 0.1 mm, then the helix position error will not exceed 1%, which is acceptable.

Работа предлагаемого устройства в режиме линейной коррекции передаточного отношения кинематической цепи токарно-винторезного станка осуществляется циклически с повторением цикла на каждом ходе обработки детали. В начале цикла все звенья кинематической цепи устройства 2 находятся в исходном положении, соответствующем положению резца 5 в начале участка обработки детали 1. The operation of the proposed device in the linear correction mode of the gear ratio of the kinematic chain of a screw-cutting machine is carried out cyclically with a cycle repeating at each part processing step. At the beginning of the cycle, all the links of the kinematic chain of the device 2 are in the initial position corresponding to the position of the cutter 5 at the beginning of the processing section of the part 1.

Цикл работы устройства 2 совершается следующим образом. The cycle of operation of the device 2 is as follows.

Шпиндель 3 вращает входной вал 17, вращение от которого через зубчатую пару 9 передается промежуточному валу 16, а от него через косозубую пару 10 выходному валу 8 и соединенной с ним обрабатываемой детали 1. Винт 14, являясь частью промежуточного вала 16, вращается вместе с ним и заставляет перемещаться ходовую гайку 15. При своем движении гайка 15 перемещает ролик 21 рычага 17, находящийся в пазу 23 гайки 15. Ролик 22, находящийся на другом конце рычага 17, перемещает в осевом направлении косозубое колесо 11, являющееся ведомым колесом зубчатой пары 10. Косозубое колесо 11, перемещаясь вдоль зубьев зацепляющегося с ним колеса 12, вынуждено дополнительно поворачиваться. В случае, когда перемещаемым выполнено ведущее колесо косозубой пары, его перемещение вызывает дополнительное вращение ведомого колеса. Дополнительное вращение колеса 11, суммирующееся с вышеописанным вращением, непосредственно передаваемым косозубой парой 10, через выходной вал 8 передается обрабатываемой детали 1 в течение всего интервала времени совершения суппортом 4 хода обработки детали 1. При этом косозубое колесо 11 перемещается вдоль оси выходного вала 8 из одного крайнего положения, соответствующего началу участка обработки детали 1, в другое, соответствующее концу участка. По завершении хода обработки резец 5 выводится из контакта с деталью 1 и переводится к началу участка обработки путем включения реверса кинематической цепи станка. При этом все звенья кинематической цепи устройства 2 возвращаются в исходное положение. The spindle 3 rotates the input shaft 17, the rotation of which is transmitted through the gear pair 9 to the intermediate shaft 16, and from it through the helical pair 10 of the output shaft 8 and the workpiece connected to it 1. The screw 14, being part of the intermediate shaft 16, rotates with it and makes the nut 15 move. During its movement, the nut 15 moves the roller 21 of the lever 17 located in the groove 23 of the nut 15. The roller 22, located on the other end of the lever 17, axially moves the helical gear 11, which is the driven wheel of the gear pair 10. Kosoz the slaughter wheel 11, moving along the teeth of the wheel 12 engaged with it, is forced to rotate further. In the case when the driven wheel of the helical pair is made movable, its movement causes additional rotation of the driven wheel. The additional rotation of the wheel 11, summing up with the above rotation directly transmitted by the helical pair 10, is transmitted to the workpiece 1 through the output shaft 8 during the entire interval of time the caliper 4 performs the machining of part 1. In this case, the helical gear 11 moves along the axis of the output shaft 8 from one extreme position corresponding to the beginning of the processing section of the part 1, to another, corresponding to the end of the section. At the end of the processing course, the cutter 5 is brought out of contact with the part 1 and transferred to the beginning of the processing section by turning on the reverse of the kinematic chain of the machine. In this case, all the links of the kinematic chain of the device 2 are returned to their original position.

В случае необходимости введения нелинейной коррекции формы нарезаемой винтовой поверхности в цикле работы устройства 2 включается кинематическая цепь 26 опоры 19. Зубчатое колесо 28 через зубчатую передачу 27 передает вращение от выходного вала 8 кулачку 29. Кулачок 29 благодаря переменности своего профиля отклоняет рычаг 30, который через тягу 31 и рычаг 32 поворачивает опору 19 рычага 17 на ее оси 25. Поворот опоры 19 вызывает перемещение оси 18 качания рычага 17, составляющая которого, направленная вдоль оси перемещаемого косозубого колеса 11, воздействуя через рычаг 17, вызывает осевое перемещение колеса 11. Колесо 11, взаимодействуя с ведущим колесом 12 в косозубой паре 10, получает благодаря своему осевому перемещению дополнительный поворот, сообщаемый обрабатываемой детали 1. Тем самым, благодаря специально рассчитанному профилю кулачка 29 достигается необходимая нелинейная коррекция формы нарезаемой винтовой поверхности. If it is necessary to introduce non-linear correction of the shape of the cut helical surface in the cycle of operation of the device 2, the kinematic chain 26 of the support 19 is turned on. The gear wheel 28 transmits the rotation from the output shaft 8 to the cam 29 through the gear 27. The cam 29 deflects the lever 30, which the rod 31 and the lever 32 rotates the support 19 of the lever 17 on its axis 25. The rotation of the support 19 causes the swing axis 18 to move the lever 17, the component of which, directed along the axis of the movable helical gear 11, affects By swinging through the lever 17, it causes axial movement of the wheel 11. Wheel 11, interacting with the drive wheel 12 in the helical pair 10, receives due to its axial movement an additional rotation communicated to the workpiece 1. Thus, due to the specially calculated profile of the cam 29, the necessary nonlinear correction is achieved the shape of the cut helical surface.

Claims

1. A device for correcting the gear ratio of the kinematic chain of a screw-cutting machine, comprising input and output shafts interconnected by at least one cylindrical gear pair, characterized in that one gear pair is helical and one of the gears of the cylindrical pair is mounted the shaft with the ability to move within specified limits along its axis, while the device comprises means for linearly converting the rotational movement of the input shaft into translational and lever with the possibility of smooth adjustment of the ratio of the shoulders and with the possibility of swinging relative to the axis fixed in the support of the lever, the lever is set in such a way that when one end of the translational motion is received from the means of linear transformation of the input shaft rotational motion into the translational one, the lever transmits the movement with its other end the gear being moved.

2. The device according to claim 1, characterized in that the means for linearly converting the rotational movement of the input shaft into translational is made in the form of a screw with a longitudinal nut that can be mounted on it.

3. The device according to claim 1, characterized in that the lever support is made to swing relative to an axis parallel to the axis of swing of the lever, the device comprising a kinematic chain that converts, according to a given law, the rotation of the output shaft into an oscillatory movement of the lever support.