SU900924A1 - Устройство дл вибрационного накатывани боковых поверхностей зубьев - Google Patents

Description

Изобретение относится к обработке металлов давлением и предназначено для обработки боковых поверхностей зубьев зубчатых колес во всех металлообрабатывающих производствах для создания на их поверхности законбмерно изменяющегося микрорельефа, оптимального для условия эксплуатации.

Известно устройство, содержащее корпус, в котором установлен электродвигатель, вращение от последнего через червячную передачу и шпиндель, закрепленный в корпусе, передается обрабатываемому зубчатому колесу. Инструменты, специальные зубчатые колеса, прижимаются к обрабатываемому колесу в радиальном направлении при помощи гидропривода и в процессе обработки обкатывают его, упрочняя тем самым зубья колеса. Для обеспечения обработки зуба колеса по всей ширине, обрабатываемому колесу сообщается рабочая подача вместе со шпинделем вдоль его оси [1].

Недостатком данной установки является то, что она не позволяет обра-, завывать на боковых поверхностях зубьев обрабатываемого колеса закономерно изменяющегося микрорельефа, который обеспечивает минимальный износ зубчатого колеса в процессе работы.

_J0 Известно также устройство для вибрационного накатывания боковых поверхностей зубьев, содержащее кинематически связанное с приводом зубчатое колесо - инструмент, имеющее об₁₅ катывающие элементы на зубьях, вал для размещения обрабатываемого изделия и вибратор [2].

Недостатком известного устройства является недостаточная износоустой2Q чивость обрабатываемых изделий.

Цель изобретения - повышение износоустойчивости зубчатых колес.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для вибрационного t

900924 4 накатывания боковых поверхностей зубьев, содержащем кинематически связанное с приводом зубчатое колесоинструмент, имеющее обкатывающие элементы на зубьях, вал для размещения обрабатываемого изделия и вибратор, вал для размещения обрабатываемого изделия установлен с возможностью осевого перемещения, а вибратор закреплен на этом валу, причем каждый обкатывающий элемент расположен на разном расстоянии от торцовой поверхност ти зуба и на разном расстоянии от оси зуба, а расстояние между двумя соседними элементами в радиальном направлении определяется соотношени

На валу установлен инструмент 5, находящийся в зацеплении с обрабатываемым колесом 6. Колесо 6 закреплено на валу 7. Вал 7 связан с возможностью свободного перемещения вдоль оси с тормозом 8. На одном валу с червяком червячной передачи 3 установлен кулачок 9. Толкатель 10 кулачкового механизма связан с валом 7 Прижатие толкателя 10 к поверхности кулачка 9 обеспечивает пружина 11.

На боковых Поверхностях зубьев инструмента 5 установлены обкатывающие шарики 12, опирающиеся на подпятники 13. и предохраняемые от выпадания крышками 14.

ем ^а< ^е Vote' T+d_OTn , где - расстояние между двумя соседними обкатывающими элементами в радиальном направлении;

скорость относительного скольжения обкатывающего элемента и боковой поверхности зуба обрабатываемого изделия;

t - время нахождения обкатывающего элемента в зацеплении;

d_OTn~ диаметр отпечатка обрабатывающего элемента на боковой поверхности обрабатываемого изделия, а в осевом направлении на расстоянии друг от друга определяется соотношением а_а=е(1-к), где aj, - расстояние между двумя обкатывающими элементами в осевом направлении;

- амплитуда осциляции обрабатываемого колеса;

к - степень перекрытия выдавливаемых шариками канавок, причем обкатывающие элементы каждого последующего зуба смещены в осевом направлении.

На фиг. 1 изображена кинематическая схема устройства для вибрационного накатывания боковых поверхностей зубьев; на фиг. 2 - инструмент для вибрационного накатывания; на фиг. 3 ~ приведена схема расположения обкатывающих шариков на развертке боковых поверхностей зубьев инструмента.

Устройство содержит электродвигатель 1 связанный при помощи ременной 2 и червячной 3 передач с валом 4.

Расстояние между соседними шариками в радиальном направлении а«| не бо2Q лее величины, определяемой по. формуле (1), а а осевом направлении определяется формулой (2).

Модули инструмента 5 и обрабатываемого колеса 6 одинаковы, а толщи25 на зуба инструмента меньше нормальной на высоту выступающей части шариков, число зубьев инструмента 5 меньше числа зубьев колеса 6 и числа зубьев колеса и инструмента не имеют ₃₀ общего делителя, что необходимо для возможности зацепления зуба колеса 6 со всеми зубьями инструмента 5·

Если расстояние между соседними шариками 12 а* и а_г меньше или равны диаметру шарика, то для обеспечения прочности зуба шарики 12 располагаются на двух или нескольких соседних зубьях инструмента 5, в сумме обеспечивая такое же расположение _4g как и на Ъдном зубе.

Устройство работает следующим образом.

Электродвигатель 1 через ременную 2 червячную 3 передачи и вал 4 сообщает вращение инструменту 5· Инструмент 5 находится в зацеплении с обрабатываемом колесом 6, которое закреплено на валу 7. Тормоз 8 создает момент трения обеспечивающий усилие прижатия обкатывающих шариков 12 к ⁵⁰ боковым поверхностям зубьев колеса 6. От вала червяка червячной передачи 3 вращение передается на кулачок 9, пре образующий его при помощи толкателя 10 в возвратно-поступательное осциля⁵⁵ ционное движение вала 7 и колеса 6.

В результате получаемого движения обкатывающие шарики 12 выдавливают в процессе контакта на боковых повер хностях зубьев колеса синусоидальные канавки.

Расстояние а,, между соседними шариками в радиальном направлении обеспечивает непрерывность обработки, а -5 расположение шариков по всей ширине зуба инструмента на расстоянии а_г друг от друга обеспечивает обработку всей боковой поверхности зуба колеса 6 без дополнительного движения по- Ю дачи.

Для обеспечения обработки всех зубьев колеса 6 с одной стороны инструмент 5 делает число оборотов равное числу зубьев колеса 6, затем ко- 15 лесо переустанавливают и цикл обработки повторяется для других сторон зубьев колеса 6.

Закономерно изменяющийся микро- 20 рельеф на боковой поверхности зубьев обрабатываемого колеса образуется за счет различной скорости относительно скольжения обрабатывающих шариков, расположенных на различных 25 радиусах от оси инструмента, и боковой поверхностью обрабатываемых зубьев.

Предлагаемое устройство для вибрационного накатывания боковых по- 30 верхностей зубьев зубчатых колес позволяет создавать на поверхности оптимальную шероховатость, уменьшующую коэффициент трения и износ при относительном проскальзывании боковых по-₃₅ верхностей зубчатых колес в процессе· их работы. Как показывают исследования, у значительного числа, зубчатых передач износ боковых поверхностей зубьев является основным фактором, <q определяющим их долговечность.

Claims (2)

1. Изобретение относитс  к обработке металлов давлением и предназначено дл  обработки боковых поверхностей зубьев зубчатых колес во всех металлообрабатывающих производствах дл  создани  на их поверхности законЬмерно измен ющегос  микрорельефа, оптимального дл  услови  эксплуатации . Известно устройство, содержащее корпус, в котором установлен электро двигатель, вращение от последнего через черв чную передачу и шпиндель, закрепленный в корпусе, передаетс  обрабатываемому зубчатому колесу. Ин струменты, специальные зубчатые коле са, прижимаютс  к обрабатываемому колесу в радиальном направлении при помощи гидропривода и в процессе обработки обкатывают его, упрочн   тем самым зубь  колеса. Дл  обеспечени  обработки зуба колеса по всей ширине обрабатываемому колесу сообщаетс  рабоча  подача вместе со шпинделем вдоль его оси С13. Недостатком данной установки  вл етс  то, что она не позвол ет обра-, зТзвывать на боковых поверхност х зубьев обрабатываемого колеса закономерно измен ющегос  микрорельефа, который обеспечивает минимальный износ зубчатого колеса в процессе работы. Известно также устройство дл  вибрационного накатывани  боковых поверхностей зубьев, содержащее кинематически сб занное с приводом зубчатое колесо - инструмент, имеющее обкатывающие элементы на зубь х, вал дл  размещени  обрабатываемого издели  и вибратор t2l. Недостатком известного устройства  вл етс  недостаточна  износоустойчивость обрабатываемых изделий. Цель изобретени  - повышение износоустойчивости зубчатых колес. Указанна  цель достигаетс  тем, что в устройстве дл  вибрационного накатывани  боковых поверхностей зубьев, содержащем кинематически св занное с приводом зубчатое колесоинструмент , имеющее обкатывающие элементы на зубь х, вал дл  размещени  обрабатываемого издели  и вибратор, вал дл  размещени  обрабатываемого издели  установлен с возможностью осе вого перемещени , а вибратор закреплен на этом валу, причем каждый обка тывающии элемент расположен на разном рассто нии от торцовой поверхнос ти зуба и на разном рассто нии от оси зуба, а рассто ние между двум  соседни№1 элементами в радиальном направлении определ етс  соотношением ck t+doTn , где а - рассто ние между двум  соседними обкатывающими элементами в радиальном направ лении; скорость относительного скольжени  обкатывающего элемента и боковой поверхности зуба обрабатываемого издели ; врем  нахождени  обкатывающего элемента в зацеплении; djyj.- диаметр отпечатка обрабатывающего элемента на боковой поверхности обрабатываемого издели , а в осевом направлении на рассто нии друг от друга определ етс  соотношением (l-k), где а - рассто ние между двум  обка тывающими элементами в осевом направлении; 1 - амплитуда осцил ции обрабатываемого колеса; степень перекрыти  выдавливаемых щариками канавок, причем обкатывающие элементы каждого последующего зуба смещены в осевом направлении. На фиг. 1 изображена кинематическа  схема устройства дл  вибрационного накатывани  боковых поверхностей зубьев; на фиг. 2 - инструмент дл  вибрационного накатывани ; на фиг. 3 приведена схема расположени  обкатывающих шариков на разверт ке боковых поверхностей зубьев инструмента . Устройство содержит электродвигатель 1 св занный при помощи ременной 2 и черв чной 3 передач с валом . 900 На валу установлен инструмент 5 наход щийс  в зацеплении с обрабатываемым колесом 6, Колесо 6 закреплено на валу 7. Вал 7 св зан с возможностью свободного перемещени  вдоль оси с тормозом 8. На одном валу с черв ком черв чной передачи 3 установлен кулачок 9. Толкатель 10 куламкового механизма св зан с валом 7. Прижатие толкател  10 к поверхности кулачка 9 обеспечивает пружина 11. На боковых Поверхност х зубьев инструмента 5 установлены обкатывающие шарики 12, опирающиес  на подп тники 13. и предохран емые от выпадани  крышками 1. Рассто йие между соседними шариками в радиальном направлении а не более величины, определ емой по. формуле (1), а в осевом направлении а определ етс  формулой (2). Модули инструмента 5 и обрабатываемого колеса 6 одинаковы, а толщина зуба инструмента меньше нормальной на высоту выступающей части шариков , число зубьев инструмента 5 меньше числа зубьев колеса 6 и числа зубьев колеса и инструмента не имеют общего делител , что необходимо дл  возможности зацеплени  зуба колеса 6 со всеми зубь ми инструмента 5. Если рассто ние между соседними шариками 12 а а меньше или равны диаметру шарика, то дл  обеспечени  прочности зуба шарики 12 располагаютс  на двух или нескольких соседних зубь х инcтpy teнтa 5, в сумме обеспечива  такое же расположение как и на Ъдном зубе. Устройство работает следующим образом. Электродвигатель 1 через ременную 2 черв чную 3 передачи и вал k ссюбщает вращение инструменту 5. Инстру мент 5 находитс  в зацеплении с обрабатываемом колесом 6, которое закреплено на валу 7. Тормоз 8 создает момент трени  обеспечивающий усилие прижати  обкатывающих шариков 12 к боковым поверхност м зубьев колеса 6. От вала черв ка черв чной передачи 3 вращение передаетс  на кулачок 9, преобразующий его при помощи толкател  10 в возвратно-поступательное осцил ционное движение вала 7 и колеса 6. В результате получаемого движени  обкатывающие шарики 12 выдавт1ивают в процессе контакта на боковых позерхност х зубьев колеса синусоидальные канавки. Рассто ние а, между соседними ша риками в радиальном направлении обес печивает непрерывность обработки, а расположение шариков по всей ширине зуба инструмента на рассто нии а, друг от друга обеспечивает обработку всей боковой поверхности зуба колеса 6 без дополнительного движени  по дачи. Дл  обеспечени  обработки всех зубьев колеса 6 с одной стороны инct румент 5 делает число оборотов равное числу зубьев колеса 6, затем колесо переуст-анавливают и цикл обработки повтор етс  дл  других сторон зубьев колеса 6. Закономерно измен ющийс  микрорельеф на боковой поверхности зубьев обрабатываемого колеса образуетс  за счет различной скорости относительно скольжени  обрабатывающих шариков , расположенных на различных радиусах от оси инструмента, и боковой поверхностью обрабатываемых зубьев. Предлагаемое устройство дл  вибрационного накатывани  боковых поверхностей зубьев зубчатых колес поз вол ет создавать на поверхности оптимальную шероховатость, уменьшующую коэффициент трени  и износ при относительном проскальзывании боковых no верхностей зубчатых колес в процессе их работы. Как показывают исследовани , у значительного числа, зубчатых передач износ боковых поверхностей зубьев  вл етс  основным фактором, определ ющим их долговечность. Формула изобретени  Устройство дл  вибрационного нака тывани  боковых поверхностей зубьев, содержащее кинематически св занное с приводом зубчатое колесо-инструмент , имеющее обкатывающие элементы на зубь х, вал дл  размещени  обрабатываемого издели  и вибратор, о tличающеес  тем, что, с целью повышени  износоустойчивости зубчатых колес, вал дл  размещени  обрабатываемого издели  установлен с возможностью осевого перемещени , а вибратор закреплен на этом валу, причем каждый обкатывающий элемент расположен на разном рассто нии от торцовой поверхности зуба и на разном рассто нии от оси зуба, а рассто ние между двум  соседнимиэлементами в радиальном направлении определ етс  соотношением 3, VCK . где а - рассто ние между двум  соседними обкатывающими элементами в радиальном направлении; Vj - CKdpocTb относительного скольжени  обкатывающего элемента и боковой поверхности зуба обрабатывающего издели ; t - врем  нахождени  обкатывающего элемента в зацеплении; doTn - диаметр отпечатка обрабатывающего элемента на боковой поверхности обрабатываемого издели , а в осевом направлении на рассто нии друг от друга определ емым соотношением aj. l(1-k), где а, .-рассто ние между двум  обкать|вающими элементами в осевом направлении; 1 - амплитуда осцил ции обрабатываемого колеса; k - степень перекрыти  выдавливаемых шариками канавок, причем обкатывающие элементы каждого последующего зуба смещены относительно предыдущего в осевом направлении . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Потагуркин В.П. Установка дл  поверхност ого упрочнени  зубчатых колес. - Станки и инструменты, № , 197, с. 38-39.
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 210891, кл.В 24 В 39/04, 24.12.66.

   «Г

   Фиа/

   Вид Б

   Фиг. 3