RU2268808C2

RU2268808C2 - Apparatus for working gear wheels having involute teeth profile

Info

Publication number: RU2268808C2
Application number: RU2004108535/02A
Authority: RU
Inventors: Михаил Константинович Баранов (RU); Михаил Константинович Баранов
Original assignee: Михаил Константинович Баранов
Priority date: 2004-03-22
Filing date: 2004-03-22
Publication date: 2006-01-27
Also published as: RU2004108535A

Abstract

FIELD: machine engineering, apparatuses for cutting cone gear wheels.

SUBSTANCE: apparatus includes cradle and tool secured to it, translation motion motor. In order to enlarge manufacturing possibilities and to decrease cost of gear wheel production, apparatus is provided with additional translation motion motor. Speed values of movable links of both motors are engaged one to other. One reciprocation motion motor is used for driving cradle, other is used for driving gear wheel.

EFFECT: enlarged manufacturing possibilities, lowered cost of manufacturing process.

1 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано на машиностроительных предприятиях.The invention relates to mechanical engineering and can be used at engineering enterprises.

Известно устройство для нарезания конических колес с гипоидными зубьями мод. 5С280П, работающее по методу обкатки нарезаемого колеса с плоским колесом. Известно другое устройство мод. 5Т23В, где в качестве режущего инструмента применяют строгальные резцы. На данном устройстве нарезают только конические прямозубые колеса. Когда вместо строгальных резцов применяют дисковые фрезы с независимым приводом, то производительность увеличивается до пяти раз. В устройствах имеются механизмы обката, подвода нарезаемого колеса в зону резанья и отвода его из зоны резанья.A device for cutting bevel wheels with hypoid teeth mod. 5С280П, working by the method of running a cut wheel with a flat wheel. Another mod device is known. 5T23V, where planing cutters are used as a cutting tool. On this device only bevel spur wheels are cut. When disk cutters with an independent drive are used instead of planing cutters, productivity increases up to five times. The devices have mechanisms for rolling in, supplying the cut wheel to the cutting zone and removing it from the cutting zone.

К недостаткам известных устройств следует отнести то, что они сложны и дорого стоят, не имеют свойства универсальности: конические прямозубые колеса нарезают на одном устройстве, косозубые - на другом, с круговыми зубьями - на третьем, цилиндрические - на четвертом, шлифуют - на пятом.The disadvantages of the known devices include the fact that they are complex and expensive, do not have the universality property: spur gears are cut on one device, helical gears on the other, with circular teeth on the third, cylindrical teeth on the fourth, and grinded on the fifth.

Также известно устройство патент 1734571 A3 для нарезания эвольвентных конических колес с прямыми и тангециальными зубьями, недостатком которого является то, что механизм обката приводится в движение одним гидроцилиндром, что сужает диапазон технологических возможностей.Also known device patent 1734571 A3 for cutting involute bevel wheels with straight and tangential teeth, the disadvantage of which is that the rolling mechanism is driven by one hydraulic cylinder, which narrows the range of technological capabilities.

Задачей изобретения является расширение технологических возможностей и снижение производственных затрат при изготовлении зубчатых колес.The objective of the invention is to expand technological capabilities and reduce production costs in the manufacture of gears.

Расширение технологических возможностей достигается тем, что люлька приводится в движение одним гидроцилиндром, а нарезаемое колесо - другим. Скорости движения поршней в гидроцилиндрах взаимозависимы, что является условием производства зубчатых колес с углом основного конуса δ_в, соответствующего диапазону 0°≤δ_в≤90°.The expansion of technological capabilities is achieved by the fact that the cradle is set in motion by one hydraulic cylinder and the cut wheel by another. The piston speeds in the hydraulic cylinders are interdependent, which is the condition for the production of gears with the angle of the main cone δ _in , corresponding to the range 0 ° ≤δ _in ≤90 °.

Для нарезания колес с различной модификацией зубьев люлька выполнена так, что диск люльки и закрепленный на нем привод режущего инструмента совершают возвратно-поступательное или возвратно-вращательное движение относительно нарезаемого колеса. При возвратно-поступательном движении изготовляются колеса с углом β=const, при возвратно-вращательном угол β≠const (колеса с тангенциальными или круговыми зубьями).For cutting wheels with various modifications of the teeth, the cradle is designed so that the cradle disk and the cutting tool drive mounted on it carry out reciprocating or reciprocating motion relative to the cut wheel. With reciprocating motion, wheels with an angle β = const are made, with a reciprocating angle β ≠ const (wheels with tangential or circular teeth).

Затраты на производство зубчатых колес зависят от стоимости оборудования, от энергетических потерь в кинематической цепи устройства, от производственных площадей, на которых размещено оборудование, от квалификации обслуживающего персонала и объема работ для поддержания устройства в рабочем состоянии.The costs of the production of gears depend on the cost of the equipment, on energy losses in the kinematic chain of the device, on the production areas on which the equipment is located, on the qualifications of the maintenance personnel and the amount of work to maintain the device in working condition.

Стоимость оборудования зависит от количества деталей устройства и их сложности, энергетические потери - от количества кинематических пар в устройстве, размер производственных площадей - от компактности оборудования, затраты на обслуживание - от структуры механизмов и их надежности. Например, подготовка устройства 5С280П к работе содержит следующее: расчет и настройка цепи механизмов главного движения, деления, обката, подачи, управления и модификатора. Для этой цели устройство комплектуется сменными зубчатыми колесами в количестве около сотни штук. Эта работа трудоемкая и выполняется специалистами высшей квалификации.The cost of equipment depends on the number of parts of the device and their complexity, energy losses - on the number of kinematic pairs in the device, the size of production areas - on the compactness of equipment, maintenance costs - on the structure of mechanisms and their reliability. For example, the preparation of the 5C280P device for operation contains the following: calculation and adjustment of the chain of mechanisms of the main movement, division, rolling, feed, control and modifier. For this purpose, the device is equipped with interchangeable gears in the amount of about a hundred pieces. This work is laborious and is performed by highly qualified specialists.

На чертеже в трех проекциях изображено устройство для нарезания зубчатых колес, а на схеме - взаимодействие рейки 14 с планкой 21.The drawing in three projections shows a device for cutting gears, and the diagram shows the interaction of the rack 14 with the strap 21.

Устройство содержит корпус 1; ползуны 2, 3; диск 4; корпус бабки изделия 5; гидроцилиндры 6, 7, 8; зубчатые колеса 9, 10, 11, 12; зубчатые рейки 13, 14; ступицу 15; вал 16; дисковую фрезу 17; редуктор 18; клиноременную передачу 19; электродвигатель 20; планку 21.The device comprises a housing 1; sliders 2, 3; disk 4; housing headstock product 5; hydraulic cylinders 6, 7, 8; gears 9, 10, 11, 12; gear racks 13, 14; hub 15; shaft 16; disk mill 17; gearbox 18; V-belt transmission 19; electric motor 20; bar 21.

Устройство работает следующим образом. Гидроцилиндр 8 подводит колесо 9 в зону нарезания и отводит его из зоны нарезания. Гидроцилиндр 6 перемещает режущий инструмент относительно колеса 9 с заданной скоростью, а гидроцилиндр 7 вращает колесо 9 со скоростью, зависящей от скорости движения режущего инструмента. Цикл и этапы цикла не отличаются от цикла работы известных устройств, но существенно отличается структура механизма обката. Во-первых, шток гидроцилиндра 6, ползун 2, диск 4, редуктор 18, рейка 13 и планка 21 составляют одно кинематическое звено, шток гидроцилиндра 7 и рейка 14 - другое; зубчатые колеса 9, 10, 11 и ступица 15 - третье.The device operates as follows. The hydraulic cylinder 8 brings the wheel 9 into the cutting zone and diverts it from the cutting zone. The hydraulic cylinder 6 moves the cutting tool relative to the wheel 9 with a given speed, and the hydraulic cylinder 7 rotates the wheel 9 with a speed depending on the speed of movement of the cutting tool. The cycle and stages of the cycle do not differ from the cycle of operation of known devices, but the structure of the rolling mechanism is significantly different. Firstly, the rod of the hydraulic cylinder 6, the slider 2, the disk 4, the gearbox 18, the rail 13 and the bar 21 comprise one kinematic link, the rod of the hydraulic cylinder 7 and the rail 14 are another; gears 9, 10, 11 and hub 15 - the third.

После формирования впадины между зубьями и отвода колеса из зоны нарезания колесо 10 блокируется с корпусом 5, а блокировка колеса 10 со ступицей 15 устраняется, шток гидроцилиндра втягивается, возвращая в исходное положение колесо 14 и ступицу 15.After the formation of the cavity between the teeth and the removal of the wheel from the cutting zone, the wheel 10 is blocked with the housing 5, and the blocking of the wheel 10 with the hub 15 is eliminated, the hydraulic cylinder rod is retracted, restoring the wheel 14 and the hub 15 to the initial position.

Новый цикл начинается с блокировки колеса 10 со ступицей 15 и устранения блокировки колеса 10 с корпусом 5. Таким образом, осуществляется процесс деления.A new cycle begins with the locking of the wheel 10 with the hub 15 and the removal of the locking of the wheel 10 with the housing 5. Thus, the division process is carried out.

Подготовка устройства к работе.Preparing the device for work.

Вариант 1. При нарезании дисковой фрезой зубьев колеса с углом конуса впадин 0≤δ_f<90° и углом наклона зуба β необходимо выполнить: 1) установить плоскость симметрии фрезы относительно плоскости симметрии корпуса 1 под углом β; 2) установить ось колеса под углом δ_f относительно плоскости диска 4; 3) установить планку 21 относительно рейки 13 под углом φ, вычисленным по формулеOption 1. When cutting the teeth of a wheel with a disk cutter with an angle of the taper cone 0≤δ _f <90 ° and the angle of inclination of the tooth β, it is necessary to: 1) set the plane of symmetry of the cutter relative to the plane of symmetry of the housing 1 at an angle β; 2) set the wheel axis at an angle δ _f relative to the plane of the disk 4; 3) install the strip 21 relative to the rack 13 at an angle φ calculated by the formula

где r_wg=L_msinδ_w; r_w11 - радиусы начальных окружностей колес 9, 11; L_m - среднее конусное расстояние колеса 9;where r _wg = L _m sinδ _w ; r _w11 are the radii of the initial circumferences of the wheels 9, 11; L _m - the average conical distance of the wheel 9;

4) при соответствующих значениях β, δf, φ заблокировать: корпус 5 с ползуном 3; диск 4 - с ползуном 2; планку 21 с рейкой 13.4) block with the corresponding values of β, δf, φ: body 5 with slider 3; disk 4 - with slider 2; bar 21 with rail 13.

Вариант 2. Ползун 2 блокируется с корпусом 1, гидроцилиндр 6 движет рейку 13, вращает зубчатое колесо 12 с диском 4. Обкат нарезаемого колеса с инструментом не отличается от того, как он осуществляется в известных устройствах.Option 2. The slider 2 is blocked with the housing 1, the hydraulic cylinder 6 moves the rack 13, rotates the gear wheel 12 with the disk 4. The run-in of the cut wheel with the tool does not differ from how it is carried out in known devices.

Общие условия для вариантов 1 и 2:General conditions for options 1 and 2:

1. Число зубьев сменного колеса 10 должно удовлетворять условию: z₁₀=z_g×n, где n - целое число, z_g - число зубьев колеса 9.1. The number of teeth of the replaceable wheel 10 must satisfy the condition: z ₁₀ = z _g × n, where n is an integer, z _g is the number of teeth of the wheel 9.

2. При согласованном движении нарезаемого колеса и инструмента в гидроцилиндрах 6, 7 создается давление по обе стороны поршней. Скорость движения штока определяется количеством выпускаемой жидкости из гидроцилиндра со стороны штока.2. With the coordinated movement of the cut wheel and tool in the hydraulic cylinders 6, 7, pressure is created on both sides of the pistons. The speed of the rod is determined by the amount of fluid discharged from the hydraulic cylinder from the side of the rod.

3. При возврате механизма обката в исходное положение рейка 14 не соприкасается с планкой 21.3. When the rolling mechanism returns to its original position, the rail 14 does not come in contact with the bar 21.

Claims

A device for cutting gears containing a cradle with a tool fixed on it and a translational motion engine, characterized in that it is equipped with an additional translational motion engine, while the speeds of the moving links of both translational motion engines are interconnected, one of the translational motion engines is designed to drive cradles, and another - a processed gear wheel.