способ изготовления эвольвентных звездочек

Формула изобретения

1. Способ изготовления эвольвентных звездочек, включающий нарезание зубьев на заготовке в два этапа стандартным режущим инструментом с использованием его радиального смещения, отличающийся тем, что в качестве инструмента используют долбяк, который на первом этапе врезают на глубину, равную расчетной высоте зуба звездочки, при этом величину коэффициента радиального смещения x выбирают равной

,

где D_i - расчетный диаметр окружности впадин звездочки с учетом износа цепи;

d=m·z - диаметр звездочки, как эвольвентного колеса;

h^*_a, с ^* - коэффициенты высоты головки зуба и радиального зазора исходного контура;

m - модуль долбяка,

а на втором этапе заготовку поворачивают на угол и процесс резания повторяют с удалением металла только с одной стороны зубьев для обеспечения ширины впадины, необходимой для размещения ролика цепи, при этом значение определяют по формуле

,

где D - диаметр ролика цепи;

D^* - расчетный условный диаметр ролика;

d_b=m·z·cos - диаметр основной окружности звездочки;

=20°.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что на эвольвентных звездочках нарезают внутренние зубья.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к области передач с гибкой связью, а именно к цепным передачам с внутренним зацеплением, и может быть использовано в приводах различных машин, где применение цепной передачи с внешним зацеплением невозможно вследствие малого межосевого расстояния валов.

Для цепных передач с внешним зацеплением значение межосевого расстояния а должно быть

где D_e1 и D_e2 - диаметры окружностей вершин ведущей и ведомой звездочек. Для передачи крутящего момента между валами с межосевым расстоянием и необходимо применять цепную передачу с внутренним зацеплением.

Для звездочек с внутренними зубьями отсутствует описание формы профиля, необходимые расчеты геометрии зубьев, не предложен способ их изготовления.

В цепных передачах с внешним зацеплением чаще всего применяются звездочки с вогнуто-выпуклым и прямолинейным профилями зубьев (Готовцев А.А., Котенок И.П. Проектирование цепных передач: Справочник. - М.: Машиностроение, 1982. с.143, 216-219). Существующие способы их формообразования не позволяют изготовить звездочки с внутренними зубьями.

Известны эвольвентные прямозубые зубчатые колеса с внутренними зубьями, обработанные долбяком (Гавриленко В.А. Зубчатые передачи в машиностроении. М.: Машгиз, 1962, гл.11). Основной недостаток этих колес заключается в невозможности разместить ролик цепи по впадине, используя только радиальное смещение режущего инструмента.

Известны эвольвентные звездочки с внешними зубьями, нарезанные инструментом типа червячной фрезы (Бережной С.Б., Остапенко О.И., Война А.А., Пунтус А.В. Патент №2110374 на изобретение “Способ изготовления эвольвентных звездочек”). Эвольвентная звездочка представляет собой прямозубое эвольвентное зубчатое колесо с расширенной впадиной для размещения в ней ролика цепи. Расширение впадины производится с помощью тангенциальной коррекции режущего инструмента на втором этапе нарезания зубьев.

Задачей предлагаемого изобретения является использование прямозубых эвольвентных колес с внутренними зубьями в качестве звездочек для цепных передач с втулочно-роликовыми цепями.

Поставленная задача решается предлагаемым способом изготовления эвольвентных звездочек, включающим нарезание зубьев на заготовке в два этапа стандартным режущим инструментом с использованием его радиального смещения, причем в качестве инструмента используют долбяк, который на первом этапе врезают на глубину, равную расчетной высоте зуба звездочки, при этом величину коэффициента радиального смещения x выбирают, равной:

где D_i - расчетный диаметр окружности впадин звездочки с учетом износа цепи;

d=m·z - диаметр звездочки как эвольвентного колеса;

h^*_a, с ^* - коэффициенты высоты головки зуба и радиального зазора исходного контура;

m - модуль долбяка,

а на втором этапе заготовку поворачивают на угол и процесс резания повторяют с удалением металла только с одной стороны зубьев для обеспечения ширины впадины, необходимой для размещения ролика цепи, при этом значение определяют по формуле:

где D - диаметр ролика цепи;

D^* - расчетный условный диаметр ролика;

d_b=m·z·cos - диаметр основной окружности звездочки;

=20°.

Предлагаемый способ предполагается использовать, например, для нарезания эвольвентных звездочек с внутренними зубьями.

Таким образом, решение задачи изготовления звездочек с внутренними зубьями на стандартном зубообрабатывающем оборудовании достигается тем, что настройка станков производится по выведенным авторами зависимостям для определения коэффициента радиального смещения инструмента x и дополнительного угла поворота заготовки .

На фиг.1 изображена схема для определения коэффициента радиальной коррекции x; на фиг.2 - схема для определения предварительного диаметра ролика D^*; на фиг.3 - схема для определения параметров тангенциальной коррекции .

Ниже приводится порядок геометрического расчета параметров эвольвентной звездочки и параметров установки инструмента и заготовки.

1. Определяют диаметр окружности впадин D_i, высоту зуба h и диаметр окружности вершин D_e.

Диаметр D_i определяют, учитывая увеличение шага цепи на величину t в результате износа и запаса на погрешность изготовления =0,05 мм на радиус:

где - номинальный диаметр делительной окружности звездочки;

;

t - шаг цепи;

z - число зубьев звездочки;

D - диаметр ролика цепи.

Высота зуба h должна быть обязательно меньше диаметра ролика h<D для работы поджимающего устройства и может быть принятой равной высоте зуба звездочек с внешними зубьями по ГОСТ 591-69.

Диаметр вершин:

2. Определяют делительный диаметр звездочки как эвольвентного колеса:

Примечание: значение модуля m определяется по ранее выведенной авторами зависимости (Бережной С.Б., Остапенко О.И., Война А.А., Пунтус А.В. Патент №2110374 на изобретение “Способ изготовления эвольвентных звездочек”).

3. Определяют делительный диаметр выбранного инструмента (долбяка):

Примечание: в дальнейшем все расчеты приведены для долбяков средней изношенности.

4. Определяют коэффициент радиального смещения x, характеризующий расстояние между делительными окружностями инструмента d_u и нарезаемой звездочки d:

где h^*_a, с^* - коэффициенты высоты зуба и радиального зазора исходного производящего контура инструмента.

5. Определяют предварительный (фиктивный) диаметр ролика цепи D^*, центр которого располагается на делительной окружности звездочки, диаметром d^* _d=k·d_d, на которой располагаются центры шарниров после t износа цепи.

где d_b=m·z·cos - диаметр основной окружности звездочки (=20°);

- центральный угол, соответствующий половине толщины зуба на дуге делительной окружности d, после первого этапа нарезания.

6. Вычисляют угол дополнительного поворота заготовки для расположения ролика цепи диаметра D с касанием его боковых поверхностей зубьев и дна впадины звездочки (второй этап нарезания):

Таким образом, авторами выведены зависимости (5) и (7), позволяющие определять значения радиальной и тангенциальной коррекций, являющиеся параметрами при нарезании эвольвентной звездочки с внутренними зубьями.

В качестве примера приведена таблица результатов расчета звездочек по предложенной методике для цепи t=19,05 мм, D=11,91 мм, =1,599, k=1,03, нарезанных стандартным долбяком, m=6 мм, z_u =17 средней изношенности с =20°, h^*_a=1, с^*=0,3.

Предлагаемый способ изготовления эвольвентных звездочек предлагается внедрить на предприятиях, применяющих цепные передачи, расширяя их возможности за счет использования широко распространенного оборудования, режущего и мерительного инструмента, применяемого в производстве эвольвентных зубчатых колес с внутренними зубьями.