RU2111094C1 - Method of gear cutting of hypoide gearing wheels - Google Patents

Method of gear cutting of hypoide gearing wheels Download PDF

Info

Publication number
RU2111094C1
RU2111094C1 RU96116879A RU96116879A RU2111094C1 RU 2111094 C1 RU2111094 C1 RU 2111094C1 RU 96116879 A RU96116879 A RU 96116879A RU 96116879 A RU96116879 A RU 96116879A RU 2111094 C1 RU2111094 C1 RU 2111094C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gear
wheel
cutting head
tooth
angles
Prior art date
Application number
RU96116879A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU96116879A (en
Inventor
Рыспек Нуркалиевич Усубаматов
Original Assignee
Кыргызский технический университет
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 Кыргызский технический университет filed Critical Кыргызский технический университет
Priority to RU96116879A priority Critical patent/RU2111094C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2111094C1 publication Critical patent/RU2111094C1/en
Publication of RU96116879A publication Critical patent/RU96116879A/en

Links

Images

Landscapes

  • Gears, Cams (AREA)

Abstract

FIELD: machine engineering, cutting gear wheel and pinion of hypoide gearing. SUBSTANCE: method comprises steps of working gear wheel and pinion by means of gear cutting head with cutters whose sharpening angles are selected while taking into account "number correction" depending upon rotation angles of gear cutting head at shaping. rotation angles are selected according to given formula. EFFECT: enhanced efficiency. 5 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при обработке колеса и шестерни гипоидной передачи. The invention relates to mechanical engineering and can be used in the treatment of wheels and gears of a hypoid gear.

За аналог принят способ нарезания зубчатых колес образующих гипоидную передачу, представленный патентом России N 2043187. В аналоге представлены переменные движения обката при нарезании колеса и шестерни, позволяющие нарезать точные профили круговых зубьев в среднем сечении. Переменное движение обката может быть реализовано на зубообрабатывающих станках с модификатором обката или на станках с программным управлением. Движение обката нарезаемого и производящего колес представляется по формуле (I):

Figure 00000002

где
γi,φ - углы поворота элементов гипоидной передачи и производящего колеса зуборезной головки соответственно, α - номинальный угол профиля зуба.An analogue is the method of cutting gears forming a hypoid gear, presented by Russian patent N 2043187. The analogue shows the variable rolling movements when cutting the wheel and gear, allowing you to cut the exact profiles of circular teeth in the middle section. Variable rolling movement can be implemented on gear-cutting machines with a rolling modifier or on machines with programmed control. The rolling movement of the cut and producing wheels is represented by the formula (I):
Figure 00000002

Where
γ i , φ are the rotation angles of the elements of the hypoid gear and the producing wheel of the gear cutting head, respectively, α is the nominal angle of the tooth profile.

Отклонение профиля зуба определяется по формуле:

Figure 00000003

где
i = к, ш - индексы колеса и шестерни;
θfi - угол ножки зуба;
A - радиус движения резцовой головки;
Ei - гипоидное смещение;
Dк = 0 - для колеса;
Dш= Rcosθ-Lccos(μ-μ0) для шестерни;
Lc - расстояние от оси производящего инструментального колеса до середины венца нарезаемого зубчатого колеса в плоскости касательной образующей конуса впадин;
μ0 - угол гипоидного смещения;
μ = β - разность углов наклона круговых зубьев гипоидных колеса и шестерни;
Nк = Eкsin φn - для колеса;
Nш = Dcos φn -Eшsin φn
RBi = Rmicos θfi
Rmi - среднее конусное расстояние;
φn - расчетный угол положения зуборезной головки;
rmi - средний радиус начальной окружности;
r - номинальный радиус зуборезной головки.The deviation of the tooth profile is determined by the formula:
Figure 00000003

Where
i = k, w - wheel and gear indices;
θ fi is the angle of the tooth leg;
A is the radius of movement of the cutting head;
E i - hypoid displacement;
D to = 0 - for the wheel;
D W = R cosθ -L c cos (μ-μ 0 ) for the gear;
L c is the distance from the axis of the producing tool wheel to the middle of the rim of the cut gear in the plane of the tangent generatrix of the cone of the troughs;
μ 0 is the angle of hypoid displacement;
μ = β - the difference between the angles of inclination of the circular teeth of the hypoid wheel and gear;
N to = E to sin φ n - for the wheel;
N w = Dcos φ n -E w sin φ n
R Bi = R mi cos θ fi
R mi is the average conical distance;
φ n is the calculated position angle of the gear cutting head;
r mi is the average radius of the initial circle;
r is the nominal radius of the gear cutting head.

Знаки ( ±Δαi ) - (+) для вогнутой, (-) для выпуклой сторон зуба, остальные знаки (±) - верхний для колеса, нижний - для шестерни.The signs (± Δα i ) - (+) for the concave, (-) for the convex sides of the tooth, the remaining signs (±) are the top for the wheel, the bottom for the gear.

Недостатком аналога является необходимость применения специального механизма, корректирующего процесс обработки зубьев на станках по требуемому закону, или применение станков с программным управлением, что не всегда реализуемо. The disadvantage of the analogue is the need to use a special mechanism that corrects the process of processing teeth on the machines according to the required law, or the use of machine tools with program control, which is not always feasible.

За прототип принят способ нарезания конических зубчатых колес по патенту России N 2041034. По данному способу нарезание колеса и шестерни гипоидной передачи производится зуборезными головками с резцами, имеющими "номерную поправку", определяемую по формуле (2). The prototype adopted the method of cutting bevel gears according to Russian patent N 2041034. According to this method, the cutting of the wheels and gears of the hypoid gear is carried out by gear-cutting heads with cutters having a “numerical correction”, determined by the formula (2).

Недостатком прототипа является неточная геометрия резцов зуборезной головки. Предложенная формула расчета "номерной поправки" представлена по положению формирования профиля зуба на участке от врезания инструмента в заготовку до пересечения резца конуса впадин зубьев. Это положение не корректно, т. к. фактически профилирование сторон зубьев происходит на участке линии зацепления пары производящее-нарезаемое колесо (станочное зацепление) (см. "Прикладная механика" под ред. В.М. Осецкого. М.: Машиностроение, 1977, с. 273, рис. 182). На других участках резцы прорезают впадину зубьев, не формируя эвольвенту зуба. В этом случае необходимо выделить только участки формирования эвольвенты зуба и определить зависимость отклонения профиля зуба на участке линии зацепления. The disadvantage of the prototype is the inaccurate geometry of the cutters of the gear cutting head. The proposed formula for calculating the "numerical correction" is presented by the position of the formation of the tooth profile in the area from cutting the tool into the workpiece to the intersection of the cutter of the cone of the tooth cavities. This position is not correct, because actually the profiling of the tooth sides occurs on the site of the line of engagement of the pair producing-cut wheel (machine engagement) (see "Applied Mechanics" edited by V. M. Osetskogo. M .: Mechanical Engineering, 1977, p. 273, fig. 182). In other areas, the incisors cut through the tooth cavity without forming a tooth involute. In this case, it is necessary to select only the areas of formation of the involute of the tooth and determine the dependence of the deviation of the tooth profile on the site of the line of engagement.

Задачей изобретения является повышение точности обработки круговых зубьев колес на обычных зуборезных станках путем изменения "номерной поправки" режущей части резцов зуборезной головки. Поставленная задача достигается расчетом "номерных поправок" к углам заточки режущих кромок резцов для обработки вогнутой и выпуклой сторон кругового зуба. Сущность изобретения состоит в правильном определении "номерной поправки" резцов формирующей стороны круговых зубьев, обеспечивающих нормальный профиль зуба. The objective of the invention is to improve the accuracy of machining of circular teeth of wheels on conventional gear cutting machines by changing the "number correction" of the cutting part of the cutters of the gear cutting head. The task is achieved by calculating the "numerical corrections" to the sharpening angles of the cutting edges of the cutters for processing the concave and convex sides of a circular tooth. The essence of the invention consists in the correct determination of the "numerical correction" of the incisors of the forming side of the circular teeth, providing a normal tooth profile.

На фиг. 1 представлена линия зацепления; на фиг. 2 - схема расчета углов поворота зуборезной головки начала и конца профилирования зуба колеса гипоидной передачи; на фиг. 3 - схема расчета углов поворота производящего колеса начала и конца профилирования зуба шестерни гипоидной передачи; на фиг. 4 - отклонение профиля зуба колеса гипоидной передачи на углах поворота производящего колеса; на фиг. 5 - отклонение профиля зуба шестерни гипоидной передачи на углах поворота производящего колеса. In FIG. 1 shows an engagement line; in FIG. 2 is a diagram for calculating the rotation angles of a gear cutting head of the beginning and end of tooth profiling of a hypoid gear wheel; in FIG. 3 is a diagram for calculating rotation angles of a producing wheel of a beginning and an end of a tooth profiling of a gear of a hypoid gear; in FIG. 4 - deviation of the tooth profile of the hypoid gear wheel at the turning angles of the producing wheel; in FIG. 5 - deviation of the tooth profile of the gear of the hypoid gear at the turning angles of the producing wheel.

Для вогнутой, выпуклой и вогнутой сторон зуба колеса углы начала φнni и конца φкni профилирования зуба по среднему сечению определяется по схемам фиг. 2.For the concave, convex and concave sides of the tooth of the wheel, the angles of the start φ nni and the end φ kni of the tooth profiling in the middle section are determined according to the diagrams of FIG. 2.

Линия зацепления "a-в" фиг. 1 позволяет определить отрезки ac=кв, по которым определяются зависимости углов поворота производящего колеса зуборезной головки на участке профилирования зуба ac=hai/tg α , где hai - высота головки зуба. Углы начала и конца поворота производящего колеса для профилирования зуба определяются по схемам фиг. 2 и фиг. 3.The engagement line "a-c" of FIG. 1 allows us to determine the segments ac = kv, according to which the dependences of the angles of rotation of the producing wheel of the gear cutting head are determined on the section of tooth profiling ac = h ai / tg α, where h ai is the height of the tooth head. The angles of the beginning and end of rotation of the producing wheel for profiling the tooth are determined according to the diagrams of FIG. 2 and FIG. 3.

Для колеса (фиг. 2):

Figure 00000004

Figure 00000005

γ1 - определяется по схеме:
Figure 00000006
ac=
Figure 00000007
cb, принимая
Figure 00000008
ac = отрезку ac, что вполне допустимо, т. к. при обработке с коррекцией добавляют углы гарантированной обработки, компенсирующие принятое допущение. Учитывая, что
γ2= ac/Rmcosθ, ac = ha/tgα
тогда
Figure 00000009

На фиг. 4 построены графики наклонения профиля зуба колеса на угле формирования профиля зуба по линии зацепления по вогнутой и выпуклой сторонам кругового зуба. Отклонение профиля зуба имеет место по всей высоте зуба. Для получения более точного профиля зуба необходимо изменить геометрию режущих кромок резцов зуборезной головки.For the wheel (Fig. 2):
Figure 00000004

Figure 00000005

γ 1 - is determined by the scheme:
Figure 00000006
ac =
Figure 00000007
cb taking
Figure 00000008
ac = segment ac, which is quite acceptable, because when processing with correction, the angles of guaranteed processing are added to compensate for the assumption. Given that
γ 2 = ac / R m cosθ , ac = h a / tgα
then
Figure 00000009

In FIG. 4, graphs of inclination of the tooth tooth profile at the angle of formation of the tooth profile along the line of engagement along the concave and convex sides of the circular tooth are plotted. Deviation of the tooth profile takes place along the entire height of the tooth. To obtain a more accurate tooth profile, it is necessary to change the geometry of the cutting edges of the cutter head cutters.

Компенсируемое отклонение профиля зубьев резцов в этом случае должно быть рассчитано по формуле (1) при условии, что режущие кромки будут проходить точку полюса зацепления "P" пары "нарезаемое колесо-зуборезная головка" на начальном конусе по вогнутой и выпуклой стороне кругового зуба. Угловая координата φn положения оси зуборезной головки определяется по схеме фиг. 2.The compensated deviation of the profile of the teeth of the incisors in this case should be calculated by the formula (1) provided that the cutting edges pass the point of the gearing pole “P” of the pair “cutting wheel-gear head” on the initial cone along the concave and convex side of the circular tooth. The angular coordinate φ n of the position of the axis of the cutting head is determined according to the scheme of FIG. 2.

Figure 00000010

Подставляя выражение и производя преобразования, получим
Figure 00000011

Данные выражения позволяют рассчитать отклонение профиля зуба колеса после подстановки в формулу (2).
Figure 00000010

Substituting the expression and performing the transformations, we obtain
Figure 00000011

These expressions allow you to calculate the deviation of the tooth profile of the wheel after substitution in the formula (2).

На основании полученных зависимостей были рассчитаны отклонения профиля зуба колеса на углах формирования по линии зацепления по выпуклой и вогнутой сторонам кругового зуба и в точке зацепления "P" на начальном конусе (фиг. 4). Based on the obtained dependences, the deviations of the wheel tooth profile were calculated at the formation angles along the engagement line along the convex and concave sides of the circular tooth and at the engagement point "P" on the initial cone (Fig. 4).

Для вогнутой стороны кругового зуба колеса: Δαвогн = 2,304o при φn = 70,142o
Для выпуклой стороны кругового зуба колеса: Δαвып = 1,670oC при φn = 65,445o
Углы начала и конца поворота зуборезной головки для профилирования зуба шестерни определяются по схеме фиг. 3.
For the concave side of the circular tooth of the wheel: Δα vogn = 2,304 o with φ n = 70,142 o
For the convex side of the circular tooth of the wheel: Δα issue = 1,670 o C when φ n = 65,445 o
The angles of the beginning and end of rotation of the gear cutting head for profiling the gear tooth are determined according to the scheme of FIG. 3.

Figure 00000012

Figure 00000013

Подставляя выражение и производя преобразования, получим:
Figure 00000014

Данное выражение позволяет рассчитать отклонения профиля зуба шестерни после подстановки в формулу (2).
Figure 00000012

Figure 00000013

Substituting the expression and performing the transformations, we obtain:
Figure 00000014

This expression allows you to calculate the deviation of the gear tooth profile after substitution in the formula (2).

На основании полученных зависимостей были рассчитаны отклонения профиля зуба шестерни на углах формирования по линии зацепления по вогнутой и выпуклой сторонам кругового зуба и в точке полюса зацепления "P" на начальном конусе (фиг. 5). Для вогнутой стороны шестерни Δαвогн = 0,607o при φn = 87,03o для выпуклой стороны Δαвып = 0,602o при φn = 85,50o
На основании проведенных расчетов по заданным параметрам передачи углы профилей резцов зуборезных головок для обработки колеса и шестерни гипоидной передачи составят:
для колеса αвнутр = 20 + 1,67o = 21,67o; αвнеш = 20 - 2,304o = 17,696o;
для шестерни αвнутр = 20 + 0,602o = 20,602o; αвнеш = 20 - 6,607o = 19,393o.
Based on the obtained dependences, the deviations of the gear tooth profile were calculated at the formation angles along the engagement line along the concave and convex sides of the circular tooth and at the point of the “P” engagement pole on the initial cone (Fig. 5). For the concave side of the gear Δα vogn = 0.607 o at φ n = 87.03 o for the convex side Δα vol = 0.602 o at φ n = 85.50 o
Based on the calculations performed for the specified transmission parameters, the angles of the profiles of the cutters of the gear cutting heads for processing the wheels and gears of the hypoid gear will be:
for a wheel α int = 20 + 1.67 o = 21.67 o ; α ext = 20 - 2,304 o = 17,696 o;
for gear α inner = 20 + 0.602 o = 20.602 o ; α ext = 20 - 6,607 o = 19,393 o.

Claims (1)

Способ нарезания зубчатых колес гипоидной передачи, при котором шестерню и колесо обрабатывают с помощью зуборезной головки, углы заточки резцов которой выбирают с учетом "номерной поправки", отличающийся тем, что обработку ведут зуборезной головкой, у которой углы заточки резцов при учете "номерной поправки" определяют в зависимости от углов поворота φп зуборезной головки при профилировании, которые выбирают по формуле
Figure 00000015

где А - радиус движения зуборезной головки;
E1 - гипоидное смещение;
Rmi - среднее конусное расстояние;
r - номинальный радиус зуборезной головки;
θfi угол ножки зуба;
i - индексы колеса и шестерни гипоидной передачи;
W - величина развода резцов;
hf - высота ножки зуба;
α номинальный угол профиля зуба;
Figure 00000016

Lc - расстояние от оси производящего колеса до середины венца нарезаемого зубчатого колеса в плоскости касательной образующей конуса впадин;
μ - угол гипоидного смещения;
μo - разность углов наклона круговых зубьев колеса и шестерни,
при этом знаки (±) относятся так: (+) - для колеса, (-) - для шестерни.
A method of cutting gears of a hypoid gear, in which the gear and the wheel are processed using a gear cutting head, the sharpening angles of the cutters of which are selected taking into account the "number correction", characterized in that the processing is carried out by a gear cutting head, in which the sharpening angles of the cutters when taking into account the "number correction" determined depending on the rotation angles φ p gear cutting head during profiling, which are selected by the formula
Figure 00000015

where A is the radius of movement of the gear cutting head;
E 1 - hypoid displacement;
R m i is the average conical distance;
r is the nominal radius of the gear cutting head;
θ fi the angle of the tooth leg;
i - indices of the wheels and gears of the hypoid gear;
W is the divorce rate of the incisors;
h f is the height of the tooth leg;
α nominal angle of the tooth profile;
Figure 00000016

L c is the distance from the axis of the producing wheel to the middle of the rim of the cut gear in the plane of the tangent generatrix of the cone of the troughs;
μ is the angle of hypoid displacement;
μ o - the difference between the angles of inclination of the circular teeth of the wheel and gear,
the signs (±) relate as follows: (+) - for the wheel, (-) - for the gear.
RU96116879A 1996-08-15 1996-08-15 Method of gear cutting of hypoide gearing wheels RU2111094C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96116879A RU2111094C1 (en) 1996-08-15 1996-08-15 Method of gear cutting of hypoide gearing wheels

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96116879A RU2111094C1 (en) 1996-08-15 1996-08-15 Method of gear cutting of hypoide gearing wheels

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2111094C1 true RU2111094C1 (en) 1998-05-20
RU96116879A RU96116879A (en) 1998-08-27

Family

ID=20184699

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU96116879A RU2111094C1 (en) 1996-08-15 1996-08-15 Method of gear cutting of hypoide gearing wheels

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2111094C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4565474A (en) Method of generating involute tooth forms with a milling cutter
RU2518818C2 (en) Method for continuous manufacturing of flat gear wheels
EP2288467B1 (en) Manufacturing bevel gears
KR20120040251A (en) Method and tool for manufacturing face gears
CN103889628A (en) Method for chamfering bevel gears
CN1349443A (en) Cutting tool used for producing face hobbing gears
FR2727887A1 (en) METHOD FOR GENERATING CONTINUOUS CORRECTIONS OF TEETH PROFILES ON HYPOID TOOTHED CONICAL WHEELS
RU2111094C1 (en) Method of gear cutting of hypoide gearing wheels
EP0693016B1 (en) Method of producing a crown wheel
JPS61168420A (en) Method for cutting and grinding large bevel gear of large module about mp18-mp120 on the basis of generating gear cutting method
US3720989A (en) Gear cutting methods
JP2005066815A (en) Resharpenable pinion type cutter with arbitrary tooth shape
US676226A (en) Gear-generating cutter
RU2106939C1 (en) Process of cutting of circular teeth of bevel gear-wheels
US3218931A (en) Method and pair of cutter heads for the cutting of longitudinally cambered teeth of a pair of bevel gears or hypoid gears with longitudinally curved teeth
RU2041034C1 (en) Method of cutting bevel gear wheels
RU2043185C1 (en) Conical gear teeth wheels circular gear teeth cutting method
RU2049608C1 (en) Method of working involute profiles of circular teeth of cylindrical gear wheels
RU1776221C (en) Method for cutting circular-arc teeth
RU2043186C1 (en) Method of conical wheels cutting
US2505269A (en) Method of producing gears
US1725037A (en) Method of forming tapered gears
SU944824A1 (en) Gear working method
RU2076022C1 (en) Method of shaping archetype teeth on cylindrical gear wheels
SU722708A1 (en) Rake rolling cutting tool