устройство для обработки зубчатых колес с эвольвентным профилем зубьев

Формула изобретения

Устройство для нарезания зубчатых колес, содержащее люльку с закрепленным на ней инструментом и двигатель поступательного движения, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительным двигателем поступательного движения, при этом скорости подвижных звеньев обоих двигателей поступательного движения взаимосвязаны, один из двигателей поступательного движения предназначен для приведения в движение люльки, а другой - обрабатываемого зубчатого колеса.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано на машиностроительных предприятиях.

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.

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.

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.

Задачей изобретения является расширение технологических возможностей и снижение производственных затрат при изготовлении зубчатых колес.

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 _в, соответствующего диапазону 0° _в90°.

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 =const, при возвратно-вращательном угол const (колеса с тангенциальными или круговыми зубьями).

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.

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.

На чертеже в трех проекциях изображено устройство для нарезания зубчатых колес, а на схеме - взаимодействие рейки 14 с планкой 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.

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.

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.

Новый цикл начинается с блокировки колеса 10 со ступицей 15 и устранения блокировки колеса 10 с корпусом 5. Таким образом, осуществляется процесс деления.

Подготовка устройства к работе.

Вариант 1. При нарезании дисковой фрезой зубьев колеса с углом конуса впадин 0 _f<90° и углом наклона зуба необходимо выполнить: 1) установить плоскость симметрии фрезы относительно плоскости симметрии корпуса 1 под углом ; 2) установить ось колеса под углом _f относительно плоскости диска 4; 3) установить планку 21 относительно рейки 13 под углом , вычисленным по формуле

где r_wg=L_msin _w; r_w11 - радиусы начальных окружностей колес 9, 11; L_m - среднее конусное расстояние колеса 9;

4) при соответствующих значениях , f, заблокировать: корпус 5 с ползуном 3; диск 4 - с ползуном 2; планку 21 с рейкой 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.

Общие условия для вариантов 1 и 2:

1. Число зубьев сменного колеса 10 должно удовлетворять условию: z₁₀ =z_g×n, где n - целое число, z_g - число зубьев колеса 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.

3. При возврате механизма обката в исходное положение рейка 14 не соприкасается с планкой 21.