SU82667A1 - Станок дл нарезани конических зубчатых колес с эвольвентными продольными очертани ми зубцов посредством шестернеподобного инструмента методом обкатки - Google Patents

Description

Известные в насто щее врем  станки дл  нарезани  конических зубчатых колес не обеспечивают достаточно правильного зацеплени  нарезаемых зубчатых колес, так как при нарезании колеса высота зубцов не сохран етс  посто нной, что влечет за собой изменение их толщины.

В предлагаемом станке этот недостаток устранен путем сообщени  инструменту переменной скорости его качени  по заготовке, причем дл  вращени  инструмента применен дифференциал, ведуща  шестерн  которого кинематически св зана с цепью обкатки, а сателлиты жестко св заны с вращающейс  щестерней реечной пары, рейка которой жестко закреплена вне пр молинейно подвижной инструментальной головки.

На фиг. 1 изображена схема построени  и расположени  зубцов с эвольвентными продольными очертани ми на поверхности плоского колеса; на фиг. 2-схема образовани  этих зубцов при качении по нему цилиндрической режущей шестерни; на фиг. 3- пространственна  кинематическа  схема станка дл  нарезани  таких конических зубчатых колес .

Как известно, образующие зубцов с эвольвентными продольными очертани ми воспроизвод тс  на поверхности плоского колеса /, как траектории точек, расположенных на равных рассто ни х р, на пр мой q при ее качеаии без скольжени  по основной окружности радиуса о, расположенной в плоскости колеса концентрично его оси (фиг. 1).

Зубцы такой формы могут быть нарезаны на плоском колесе при качении режущей шестерни 2 с косыми зубцами по поверхности плоской вращающейс  заготовки / в плоскости bd, касательной к основной окружности радиуса RQ (фиг. 2) с центром О на оси плоского колеса.

Режуща  шестерн  при нарезании зубцов на поверхности плоского колеса выполн ет роль круглого резца, режущий зубчатый профиль которого будет воспроизводить профили зубцов колеса в процессе их об катки в плоскости bd.

№ 82667- 2 Так как плоское колесо представл ет собой коническую шестерню с углом :при вершине, равным 180°, то любое неплоское коническое колесо также может быть нарезано указанным снособом, если его заготовка 3 будет помещена под режущей шестерней и будет находитьс  в зацеплении с воображаемь1м плоским зубчатым колесом /, по поверхности которого катитс  бё§ скольжени  режуща  шестерн  2 (фиг. 2).

В процессе взаимной обкатки заготовки 3 и режущей шестерни 2 дл  образовани  эвольвентных зубцов должны иметь место следующие кинематичеокизависимые движени : вращение оси ОС заготовки относительно центра О в направлении стрелки D с угловой скоростью шд , вращение заготовки вокруг собственной оси со скоростью Шщ - вращение инструмента вокруг собственной оси // со скоростью а)„ и пр молинейное движение оси f/ инструмента в плоскости bd с линейной скоростью Vf.

При равномерном вращении воображаемого плоского колеса с угловой скоростью и„лЗа готовка получит угловую скорость:

0„, .: fid/«/,(1)

где w,,j- углова  скорость вращени  воображаемого плоского колеса, ZII.T -число зубцов воображаемого плоского колеса, 2„, -число зубцов нарезаемой щестерни. Углова  скорость вращени  инструмента при этом будет

«„ : рад:сек,(2)

где Z,, - число зубцов инструмента.

Дл  обеспечени  нарезани  зубцов с правильным зацеплением по всей длине образующей линейна  скорость Vf перемещени  оси инструмента должна быть переменной по времени и может быть выражена уравнением.

tv /( Sec(oo t),(3)

где: RQ-радиус основной окружности эвольвентных образующих зубцов

плоского колеса,

«о- -углова  скорость вращательного движени  оси заготовки по

стрелке D, t - врем .

Качение инструмента по воображаемому плоскому колесу с переменной скоростью вызывает необходимость в дополнительном вращении инструмента также с переменной угловой скоростью „ (IV)

где Д, - диаметр начальной окружности зубчатого венца инструмента. В результате вращательного движени  оси заготовки относительно центра - О с угловой скоростью (|(фиг. 2), которое эквивалентно увеличению скорости вращени  воображаемого плоского колеса на ту же величину, необходимо второе дополнительное вращение инструмента со скоростью:

,, V; -Z,,.,

9г1.

Если выразить угловую скорость второго дополнительного вращени  инструмента через параметры нарезаемой шестерни, то выражение примет вид:

где и-половина угла при вершине начального конуса нарезаемой конической шестерни.

Конструкци  и кинематика станка (фнг. 3) обеспечивают получение всех указанных выше относительных движений заготовки и инструмента при нарезании конических зубчатых колес с эвольвентными продольными очертани ми зубцов.

Шпиндель 4, несущий заготовку 5, помещен в каретке 5, котора  дл  установки по углу начального конуса а, выполнена поворотной вокруг оси вала 5, обеспечивающего передачу вращени  на шпиндель через пару конических зубчатых шестерен 7 и две промежуточные посто нные зубчатые передачи.

Передача движени  на шпиндель 4 осуществл етс  от электродвигател  М через шестерни S и 9, сменные шестерни 10 и 11, вал 12, коническую пару 13, вертикальный вал 14, коническую пару 15, горизонтальный вал 16у конические пары 77 и 18 и вал 6.

Сменные шестерни 10 v( 11 служат дл  настройки станка на выбранную скорость резани , котора  определ етс  скоростью вращени  заготовки .

Шестерн  2, осуществл юща  нарезание зубцов на заготовке, крепитс  на щпинделе 19 инструментальной головки 20, котора  жестко св зана с салазками 21.

Основное обкаточное движение заготовки и инструмента при вращении воображаемого гьтоского колеса 1 определ етс  расчетным соотношением (II). Кинематическа  св зь между щпиндел мн 4 19 дл  обеспечени  основного обкаточного движени  осуществл етс  по следующей кинематической цепи станка: от шпиндел  4 через приводной механизм щпиндельной каретки 5, вал 5, щестерни 7, шестерни 18 и П, вал 16, шестерни 15, вал 14, шестерни 13, вал 12, солнечные шестерни дифференциала 22, вал 23, коническую пару 24, гитару сменных шестерен X коническую пару 25, вал 26, скольз щую коническую шестерню 27, коническую шестерню 28, вал 29. и через солнечные шестерни дифференциала 30 на шпиндель 19.

Движение подачи или пр молинейное перемещение оси инструмента в плоскости bd с переменной скоростью v/, согласно уравнению (III), осуществл етс  при помощи салазок 21, подвижных по направл ющим станины станка.

Это движение обеспечиваетс  кулисным механизмом, состо щим из поворотной вокруг оси вала 14, планщайбы 31 с радиальной прорезью 32 и взаимодействующего с ней пальца 55, жестко укрепленного на выступающем кронштейне салазок 21.

Вращение планшайбы 31 с посто нной угловой скоростью- «о сообщаетс  от привода станка через черв чную передачу 34, гитару сменных шестерен Y настройки подачи, коническую пару 55 и вал 12

При перемещении салазок 21 инструментальна  головка 20 получает вместе со шпинделем 19 и валом 29 пр молинейное движение параллельно оси вала 6 с переменной скоростью v При этом, шестерн  36, свободно надета  на валу 29, катитс  по рейке 37, ненодвижно закрепленной вне инструментальной головки 20. Шестерн  36 жестко св зана с

- 3 -№ 82667

2ш/,/

z;ii.

№ 82667- 4 -

ос ми сателлитов дифференциала 30, вследствие чего при вращении шестерни 36 шпиндель 19 с инструментом получит первое дополнительное вращение с угловой скоростью . (уравнение IV). Необходимым условием дл  этого  вл етс  пересечение оси пальца 33 с осью щпиндел  J9 в плоскости расположени  режущих кромок зубчатого венца инструмента .

При вращении планщайбы со скоростью (c./j приводитс  во вращение с той же скоростью относительно оси вала М и оси О воображаемого плоского колеса 1 св занна  с планщайбой через стойку 38 шпиндельна  каретка 5 вместе с установленной на ней заготовкой 3. При этом, одна из конических шестерен пары 15, сид ща  на горизонтальном валу 16, обкатыва сь вокруг другой щестерни, сид щей на вертикальном валу М, сообщит дополнительное вращение заготовке, что, в свою очередь, вызывает необходимость сообщать инструменту соответствующее третье дополнительное вращение с угловой скоростью;

,,, /; i, -Z,,,

где /1-передаточное отнощение посто нных кинематических звеньев при передаче движени  от вала 14 к. валу 4. Таким образом, вращение планщайбы со скоростью сод соответствует сумме двух дополнительных движений ,/ и о,/ равной

--IM71,77-МПередача второго и третьего дополнительных движений на шпиндель инструмента от планщайбы 31 осуществл етс  через черв чную передачу 34, гитару сменных шестерен ф, черв чную передачу 39, черв чное колесо которой свободно надето на валу 23 и жестко св зано с ос ми сателлитов дифференциала 22, через дифференциал 22, вал 23 и далее через гитару сменных щестерен X, щестерни 25, 27 и 28, вал 29 и ЧРрез солнечные щестерни дифференциала 30 на шпиндель 19.

Съемна  руко тка 40 служит дл  установки заготовки и инструмента в исходное положение.

Предмет изобретени 

1.Станок дл  нарезани  конических зубчатых колес с эвольвентными продольными очертани ми зубцов щестернеподобным инструменто.м методом обкатки, с инструментальной головкой, осуществл ющей качение инструмента по заготовке в плоскости, касательной к основной окружности эвольвент продольных очертаний зубцов, от л и ч а ю п; и и с   тем. что, с целью осуществлени  переменной скорости качени  инстру .мента по заготовке дл  обеспечени  посто нной глубины впадин нарезаемых зубцов по всей их длине, дл  вращени  инструмента применен дифференциал, ведуща  шестерн  которого кинематически св зана с цепью обкатки, а сателлиты жестко св заны с вращающейс  шестерней реечной пары, рейка которой жестко закреплена вне пр .молинейно подвижной инструментальной головки2 .Форма выполнени  станка по п. 1, отличающа с  тем, что, с целью обеспечени  переменной скорости пр молинейного движени  инструментальной головки, в зависимости от угла поворота плоского образующего колеса, дл  кипематической св зи между инструментальной головкой и осью вращающегос  воображаемого плоского колеса применен кулисный механизм. ,

р ррр р

( Фиг /

/

ФигЗ

to

f