автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.01, диссертация на тему:Гiперболоiднi iнструменти для обробки i обладнання цiлiндричних прямозубих зубчатих колiс

НАЦ1ОНАЛЬНИИ ТЕХН1ЧНИЯ ЫН1ВЕРСИТЕТ ÏKPAÏHH КИТВСЬКИЯ ПОД1ТЕХН1Ч1!ИВ ÎHCTHTHT

РГБ ОД

На правах рукописи

" У ОПТ 'ПЗч адк 62!.91.02

StTpeHKO Вояодимир ОлексШовкч. кандидат техн1чних наук, доцент

rinEPSOflOÏflHÎ ÍHCTPSBEHTH ДЛЯ 06P0GKH i ОБААДНАННЯ Ц1Л|НДРНЧНИХ ПРЯКОЗУБИХ ЗУБЧЙШ КОЛИ

Спец1альн1сть: 05.03.01 - Процеся нехан!чно1 1 ф1зико-техн!чно1 обробки, верстати та 1нстрдиентя

Автореферат днсертац11 на здобдття вченого стцпена доктора техн1чних надк

Кн1в - 1995

Дисертац1я ^ рукопис.

Робота виконана в Сх1дыоукрв!нському дерхавному ун1верситет1

Науковий консультант: доктор техн1чних наук, професор

Коня^в

Олвкс1й Миколайович

Оф1ц1йн1 опокенты: доктор техя1чних наук, професор

доктор техн1чних наук, професор

доктор техн1чних наук, професор

Ведуча орган1зац1я

Ро?1н

Петро Род1онович Тернюк

Микола Еману!лович Грибанов

В1ктор Михайлович ВО Луганський ворста-тобуд!вний завод

Захнст в!дбудеться __в годин на зас1-

дакн! ссец1ал1зован01 Ради ФО^Ц в нац1онал1,вому

пол1техв1чному ун1верситет1 УкраПш за адресов: 252056, г. Ки1в, пр. Перемоги, 37.

3 дисертад1€о можва озвайомитксл в б!бл1отед1 КНПУ. Автореферат роз 1сланий "/2. » .йвргсм..Л 1995р.

Учений секретер спец1ал1зовано1 Ради доктор техн1чннх наук, професор

Равська Н.С.

Даш робота присвячена обробц1 1 обладнанюо ц1л1ндричних зубчатих кол1с за допомогоп зубооброблюючого 1нструыеита, ааснованого на схемах формоутворения третього класу. Розроблан! еов! способа вкготовлення кол1с 1 1Еструмент1в, а такоя способа обробки 1х поверхней в просторовону верстатяому зачепленп!. Визначен! основа! геомвтро - к1нематичн! показвики процесу вкготовлення 1 обладнакня зубчатих кол1с за допомогса розроблеквх г1пврболо1дних 1Еструывнт1в, як! вплявавть на якДсть обробка поверхн1. Зада! кути у такому 1кструи?дгт1 нв предбачаються, 1х одврхують к1нематлчко у прсц0с1 вяготовлешш зубчатих кол1с.

А_В_Т_0_Р___3_А_1_Н_Щ_А_е

- Метод одерзяиня в анал1тичному вид! за допомогою ц!л1ндричного прямозубого колеса в просторозому вврстатному зачепденн! поверхней эубц1з (витх!в) г1пврболо'1дно1 1нструмвнтально1 поверхн!.

- Анал1з геомвтро - к1нематичшк параметр1в процесу нар1зання 1 обладнаввя ц1л1ндричних щишозубих кол!с за допомогою розроблевих г 1перболо1даах 1Еотрумезт1в.

- Нов1 засоби виготовлення г1перболо1дких: фроз, обкатпшг р!зд1в, шл1фувальних круг1в, шевер1в на свр1йнпз зубофрезерних 1 шл1фувалышх верстатах.

Зас1б анал1твчного одергання розрахунку задн!х к1нематичних кут!в б1льпшх 10°, одерхуванах прз обробд! зубц1в кол!с за допомогою г1перболо1дних 1нструмент1в.

- Методику розрахуику геомвтро - к1нематичвих показшпс1в процесу обробки зубц!в за допомогою г1перболо1дного 1нструменту, яка виявляе працэздатп1сть ^трумвнта ще на стад11 проектування.

3.1ГМЬНА__^ЩЕРИСТШСА__Р0БдТЫ.

дктуальн1с5ь_д£дблеми_. Зубчат! колеса - один 1з самих масових тип1в деталей в машинобудуванн 1. Виробництво зубчатих кол!с в СЕД досягло величезних масштаб 1в - 1х р1чний ви-щ'ск нарахояубться сотнями м!дьйон!в штук. Б 1лыпе'половили всвиготовлвяпх цШвдричних зубчатих кол!о нар!заеться га допоыогою зубор!знпх 1нструмент!в, эаснованих на схемах формоутвореяня другого класу. Варт!сть виготовлення.кол1с за допомогою таких !нструмент!в надто висока, тому що 1нструмент е складнш I коштовшш перш за все 1з-за операд1й затплування 1 заточування.

Тому 1нтерес досл!дник!в, проектувальник1в 1 конструктор1в до зубор1знЕ2 !нструыент!в, заонованих на схемах форьюутворення третього клаоу, не випадковий. В1н пояснюеться загальшш црагненняы зб!льшити продуктивн1сть 1 як!сть обробки прямозубих ц1л!ндричних зубчатих кол1с.

Зубор1зн1 1нструменти, заснован! на схемах форыоутворення третього класу, за правилами теоретичной механ1ки, теор1х механ!зм!в 1 машин та багатьох досл1дхень зумовлен1 зд!йснюватись на

заготовках виду "однополосного г!перболо5да".

Однак, на сьогодн1 н! теоретично, н1 практично досл!дникам 1 виробничникам виготувати так! !нструменти не вда^ться. Тому !нструменти, що виготовляються у виг ляд! черв'ячних фрез, шевер!в, хон!в, сбкатних р1зц!в, накатник1в, Еш1фувальнЕХ круг1в 1 1ншэ, що розглядаються, зд!йснюють на ц1л!ндричних заготовках, а це призводить до скршшовання зубчатих кол1с 1 понигення продуктивност! при обробц!.

Таким чином, диоертацШна робота прксвячена розв'язаншо вазсливо! проблеш ! мае надзвичайно велике народно -господарське значения.

МЕТ1_Р0Б0ТЕ. Розробка 1 практична реал!зад!я нових засоб!в виготовлення ! обробки зубц1в зубчатих кол!с в просторовому верстатному заченленн! зуборХзними !нструментами, заснованиш на схемах формоутворення третього клаоу.

в дисертац1йн1й робот1:

1. Анал!тично одерхано в просторовому верстатному зачепленн! г!пврболо1дн1 !нструменти типу: фрези, обкатн! р!зц!, шевери, шл!фувальн! круги, хони, накатники, притири.

2. Вперше на практиц! здШснений принциповий в!дх!д в1д традиц!йно1 схеми виготовлення перерахованих вшце 1нструм0нт1в, коли ос1 паралельн!; до схеми, коли оо! схрещугаться.

3. Розроблена геометро - к!нематична теор!я процеоу виготовлэння I обробки цШядричнях прянозубях губчатих кол!о за допомогою розроблеяого г1пбрболоОдного 1нструмента.

4. Визначен! геоыетро - к!нематичн1 параметра процеоу виготовлення 1 остаточно! обробки г!перболо1дного 1нструмента за методом обгинання з одним 1 двома параметрами.

В робот! розв'язувались так! задач!:

1. Вазвачення поверхн! зубц!в (витк!в) г!перболо'1дно1 1пстру!/9нтально1 поверхн! в анал!тичному вегляд! за допомогою ц!л!ндричного прямозубого колеса в просторовому верстатному зачепленн!.

2. Одержання як огинаючих одно- ! двопараметричло 1 о1м'1 поверхней р1вняння !нструмент!в.

3. Впзначення в анал!тичному вид! прсф1лю ! розм!р!в г!перболо1дного !нструмента.

4. Досл1да8ння геометро - к!нематичних параметр!в дроцосу нар!зання ! обробки д!л!ндрнчнн2 прямозубих зубчатих кол!с за допомогою г1перболо1дного !нструмента.

5. Розробка'новых засоб!в виготовлення г1перболо1дних фрез, обкатних р!зд1в, шл!фувалышх 1сруг!в, шевер!в, хон1в, накатншс!в па сер!йннх зубофрезернпх ! як!фуваяъш£х зерстагах.

6. Розробка Мвтод!в нар1зання зуЙд!в (вптк!в) гЗпорболо1дних !иструмент1в 1нструм0ятальннм прямозубш цШндрячЕнм колесом I дасковим 1пструменто.м.

7. Розв'язання питаьля шг1фування г1перболо1днпх !нструмент!в в просторовому верстатному зачепленн! за допомогою ц!л!ндрнчяого ЕлЛфувальногг' круга, заправленого

за евольвентою.

8. Знаходхення засоб1в нар1зання 1 пш1фування г 1перболо!Сдних !нструмент!в на !снуючому сер!йному обляднянтт! без застосування складнях пристро1в.

9. Одерханвя анал!тичних вираз1в, що дозволять синтезувати к!нематичн! схеми формоутворення 1вструмвнтальша поверхней при сполученн! деох обертань вавколо охрощупчих осей ц1л!ндра 1 т!ла виду "однополосний г!перболо1д".

Розроблена геометро - к!нематична теор!я обробки зубчатих кол!о за допомогою опроектовавого !нструмента дае змогу прогнозувати геометричн! характеристика 1нструмеита 1 його прадездатн 1сть ще на отад11 проектування.

Шдпрацьован! технолог!!* виготовлення 1 остаточно'! обробки фрез, обкатвих р!зц!в, шевер!в, шл!фувалъних круг!в, хов1в, накатник1в за допомогою стандартного р1хучого !нструнента на стандартному устаткуванн1.

РЕАЛ13АЦ1Я НАУКОВО - ДРАКТИЧНИХ РЕЗУЛЬТАТ^ РОБОТИ. Розроблена методика визшчення геометр!! г!перболо!дного !нструмента для виготовлення ! остаточно!' обробки ц!л!ндрич-них прямозубих зубчатих кол!с е ун!версальною ! мохе бути використана на любому машшюбуд!вэльному п1дприемств!.

Рэзроблений пакет прох'рам по розрахунку 1 конотруюваяню г!перболо1дних !нструмент1в для зубонар!зання 1 остаточпо! обробки ц!л!ндр1гсяих зубчатих кол1с мохе використовуватись на мшаинобуд!вних п!дприемствах, пауково -досч!дних, учбових лаборатор!ях з метою одерхання оптимально? геометр!*! 1 к1нештики шуканих !Еструмент!в.

Результата досл!досень 1 пакет програм використовувались при виконанн! госпдоговор!в "Розрахунок ! проектування г!перболоХдних фрез оптимально! конструкц!1 а ш = 3,75мм для виготовлення детал! 740 - 1005125" па АО "КАМАЗ" у 1992р., а також при обробц! зубчатих кол!о для трактор!в на ВО Лугансъкий верстатобуд!вний завод за допомогою шестизах1дних г!перболо!дних фрез. Це дозволило п!двищити продуктивн!сть нар!зання зубд!в ц!л!ндричних кол!с ! довгов!чн!сть

1нструмента в два рази.

За допомогоа розроблено1 технолог 1? на

верстатобуд!вному завод! а 1нструмеитальному виройнадтв! виготовлен1 спробн1 багатозах1дн! фрези. Так1 Фрези не вимагають виконання багатокоштовно! операд!! затилування, тому трудом1стк1сть 1*х виготовленпя скорочуеться приблизно в два рази. При виготовленн1 таких фрез реализован! розроб-Л0н1 метода обробка 5х повврхней, захищоних патентами Рос!йсько1 ФедврацИ N 1797531, N 1819196, ш n 2009752.

Основн1 результата виконано! роботи допов!дались ! одертли схвалення на Всесоюзних, м1жнародяих ! х республ!канських науково - тохн1чних ковферевц!ях: "Створення локомотив!в в елико 1 потухлоет! 1 п!дввдэаня з'х техн1чного р!вня" (м. Ворошиловград, 1981р.); "Створення 1 техн!чне обслуговування локомотивХв велико! потухност!" (м. Ворошиловград, 1985р!к); "ШдвЕщення ресурсу вузл1в тертя, црацютих в екстремальпих уновах" (и. Перм, 1986р.}; "Перспвктивн1 спрямування стзорення нових 1 вдосконзлрдая !снуючих конструкц!й важкевьнтаянях редуктор1в 1 прогретквна технолог !я 1х виготовлення" (м. Краматорсыс, 1987р.); "Теор1я роальних передач зачеплюванням" (м. Курган, 1988р.); "Забезпечення над!йност1 1 тривалост1 зубчатих передач на стад11 проектування 1 виготовлення" (м. 1арк1в, 1588р.); "Вдосконалення метод1в розрахунку, конструквання 1 зубообробки ц1л!ндричних 1 кон1чних зубчатих, сп1ро1дннх, г!поТдних та черв'ячних передач" (м. 1хевськ, 1989р.); "Досв1д галузей машинобудування ! науков1 досягненая -виробництву трактор1в ! с!льгоспмашин" (м. Харк!в, 1539р.); "Досв1д досл1дхеш>, проектування, виготовлапня 1 експлуагацИ зубчатих передач Нов!кова" (м. Рига, 1389р.); "Зубчат! передач!: сучасн1сть ! прогрес" (м. Одоса, 199Гр.); "Науков1 досягнення ! досв1д галузей машинобудування -народному господарству" (м. Харк1в, 1990р.); "Науков! досягнення 1 досв1д галузей мешЕобудування народного господарству. Проблем м!дност!, над1йност! довготривалост!. зубчатих передач та редуктор1в*' (м. Харк1з, г091р,>; "Проб-леми . розвитку локомотввобудуврлня" (Хриы,

1993р.); "Проблемн зубчата передач I редукторобудування" (м. Харг1в, 1993р.); "Проблема якоот! i надИноот! машин" (м. Могилев, 1994р.); "Нов1 технолог1 сиотеми обробки в машгаобудувавн!" (ы. Донецьх, 1994р.).

За матер!алами дисвртад1йно1 робота кадруковано градцять ю!стъ роб!т, а них - одна мовограф1я 1 три патента т вилах оди.

СТРУКТУРА_1__0БСЯГ__Р0БдТИ± ДисертацШва робота сгладаеться 1з вотупу, воръми частой, висновху, перед1ку л1тератури 1з ста с!цдесятв дев'яти назв, дсповнення.

Робота складаеться 1з трьохсот с!мдеоятв трьох отор1нок друкованого теисту, с!мдасяти п'яти малшк1в, одн!ег таблиц!.

OchobhI результата, представлен! в дисертад!1, одержав! автором самост!йно.

3_М_1_С_Т___Р__0_Б_0_Т_И

У встуц1 обгрувтову^ться актушо>н1сть проблема, сфорцульовала мета робота, стисло описаться "ii структура. В!дошчаеться, цо в розвиток проблемы, котра розглядаеться в джсертац11, великий внесог зд!йснили в1тчизнян1 вчен1.

У первому розд1д! розгляда^ться становище, цо скхалося в галуз1 виготовлання 1нструмвпту, а такох вар!ака ! обробка зубц1в ц!л1ндрхчнхх зубчатих кол!с при допомоз! цих 1нстру-мвнт!в. Показано, цо 1нструыдати, ввкористан! для зуботочен-ня 1 "окрИЯнг - процеоу", а таков шевври, обкатн! р!зц1 отримупть у плоскому верстатному зачепленн1 на д!л1ндричних заготовках. Bei вкцз згадав! 1нструкенти предать в прооторовоыу веротатному зачепленн!. Таке становище призводить до ввхорвотання для обкатних р!зц!в духе складного проф!лювання 1 затилуваяня, а шевер повинен лрацювати при в1льн1й обкатц! з м!в1мальними припусками.

Друга частина присвячена синтезу г!перболс1дних !нструмент!в (фрез, обкатних р!зц1в,'шл!фувальних круг!в) е

просторовоыу верстатному зачеплгаванн!. Схома досл1дхеного автором процесу виготовлення !иструменту на загот1вках виду "однополоснгй г1перболо?д" показана на малинку I.

прямол!н!йна утворяочач

а) б)

Мал. I. Принпипова схема виготовлення г!перболо2дного 1вструмента.

дьому на мал. 1а показана схема рад!альвого накатування витк!в (зубд!в) на г!церболо1дн18 заготовд1 2 за допомогою ц!л1ндричного прямозубого колеса I. Для зваходаепяя геометр1г г1перболо1дного 1нструмента викориотовувались три система координат: рухом1 оистеии 1 ^e^i2«« зв'язан1 в1дпов1дно з г1перболо1даим 1нструментом 2 та цШндричним прямозубим колесом I, 1 нерухлива система XYZ, в1дносно яко! задавалось становище рухомих систем координат.

В систем1 координат XxltZt (вал.Ia) задано р1вняння дШндричного прямозубого колеса I в такому вигляд1:

+ * Zl(Y)-r „ 4 ,

rt= rt(V,v) » yt(T) . tx.ivbrn+y^v^z.iv)» (I),

де: x, (v) I у, (у) - необх!дне число раз1в даференцьояан1 по параметру т функцП; г = const - рад!ус кола, v - поточна координата по ocl 01Zt. в подалыпому для простота оапису параметри v 1 у опущен!.

-в-

Перех!д в!д систоми X1TtZ1 до система Zz зд!йснений аа допомогою матриц! М-,,. Тод! в систем! ;)1вняння (I)

приймае такий виг ляд: гг = Чл1*» , чи в координатн!й форм1: хг=(х1-г)(соз»51соз?'г+созг-з1п101а1п»>г )+-у4 (созгсоз^з!^-- а1п*>4 co¿>f>z ) - zt sin?- з!п*>г + Av cospz yz- (Xj-rXcosí-sira^cos?,.- coaojSlnpj) + y1(sln»>1sln»>l+ (2)

+ COSy C03vtC03t>z) - Ziain>'COS»>2 - AvSlnpj, zz » ( X, - Г ) Sil»- Slnpj + y,siny COS^J + ZtCOSy

Тут прийият! так! позпачки:

р, - кут оберту цШндричного прямозубого колеса; pz - кут оберту г!перболоОдного 1нструмегта.

Пвняння (2) е однопараметричноп с1м*ею обгинаючих цШндричного прямозубсго колеса (I). При цому рг = UZ1 pt , де U81 - передаюче число, а v - кривол!н1йн! коордавати. Для одерхання р!внянь поверхн! г!перболо1дного 1нструмента !з р!вняння (2) вилучений параметр v. 3 ц!ею метою записано р1вняпня безперервност1 торканкя ц!л!ндричного колеса ! г!перболо'хдвого !нструмента в такому виг ляд!:

гбг * йг 1 аг -о

1Эу * 3Í¡-J Вр- - и О)

В цьому вираз! 1<эг/<эу к бт/дцЛ * Н - нормаль до зубц!в цШндричного прямозубого колеса перпендикулярна плоскост!, що н!стать кектори 6rt/6v, 0rt/<3y>, ! записана в координатн!й

ФОР«1: . .

/уД

а г а_г _

- "¿у

„<М>

h\ A 1 -» j ♦ k

T y; 0

W w 0 0 1

Vo'/

(4)

= V _ в!дносна швадк1сть, визначена за допомогою матричного сбчислення:

V<1Z' = íyt(Uztco3í'-1) - ztUzlsinyco3p1-AvUzlcQsr3iní>1; (Xt-r)('l-Uzl СОЗГ >+Et ü, 4 SÍIÍ.VS lni01-AwUz , c03xcgsjs1 ;

üss sin r £< х^, - r. ) .'cos f>t - yt .Bln>¿ + Aw]} * (5)

Шдотавгяши (4) 1 (5) у вираз <3), одержимо р!вшшня безперервного торкання цШндричного прямозубого колеса з г!перболо¥дним 1нструмеятом при однопараметровому обгинанн!

^ <▼;*' ^>=0 або:

МО^соаг-Ч^у^+х; (х, -г) Ьг, иг, з 1ПУ (у *соз»^ +• х^з1п*>г) - ^иг1созу(у;а1г»>! - Х]СОЭР4) « О (6)

Вираз (у,ч»;*^ } - О являе собою скалярне проведения вектора нормал! до ц-П 1ндричного колеса на вектор в!дносноГ швидкост1 контак?>точех крепок при ф!ксованому параметр 1 ч> 1 зм!нному р1. Приписавши р1вняння (6) до система (2>, одерху^мо пошуковий г1яерболо1дшй 1нструмент при ф!ксованому параметр! 'V, тобто при однопараметровому обгинанн! поверхн!.

Пот 1м розглядаемо г!перболо1дний 1яструмент, одертаккй як обгпнаюча ц!л!ндрично1 поверхн! в двопарамштаоау рус!. Цей випадок в1дпов1дае реальному нар1заннк> зубчатах цШндричних кол1с на вкробшщтв!. ДШсно, при реальному нар1занн! деталей на зубофрезерних верстатах обэртаняя 1 подача детал1 (1нотрунента) е двома незалежними параметрами.

При двопараметровому обгинанн1 поверхня г!перболо1*дного 1нструмента вязвачаеться виразами:

г* - - ^ = (7)

В дьому випадку друге 1 трете р!внянкя е р1внянвйнп безперервного торкання !нструмента 1 детая!. Прз цьоыу друге р1вняння визначавться за допомогогз виразу <б). Третэ р!вняння являв собою скалярне проведения вектора нормы! до цШндрччноТ поверхн! на вектор в1дносно! еввдкост! руху точки при ф!ксованоку параметр! рх та зм!нному у в рухом!й систем! координат Х11,24. Беетор нормал! до поверхн! прийдае значения (4), а вектор в1дносно1 еввдкост! дор!8нюб:

/ °

»**)?> 9 V I л

, у • к я ! о

\<5¥</<П|

Помножявш вираз (4) на скалярно одеряують трете

р1веячня виразу (7) у вигляд1 тотогного нуля. Таким чнном, вираз (7) при двопараметроБОму обгшанн! приймае такий взгляд:

ft - fiív.v,^). Одержан! вирази тотожн! р!внянням (2) 1 (6). Зв1дси мохна зробити надзвячайно вакливий висновок, що при виготовленн! г!перболо1дних 1нотрумент1в на схрещених валах, кода зд1йсня£ться даопараметричний рух !нструмента <або детал!), любе торцове с!чення ц!л1ндричного прямозубого колеса описуе в своему в!дносному рус! ц!л!ндричве прямозубе колесо, 1деитжчне колесу (I).

Для визкачення проф!ла г1пврбологдного !нотрумеята, ошсаного виразами (2),(б), необх!дно вирахувати координате Xj., Тг наведвних вираз1в в рухом!й систем1 координат XjjIjZj.. Порядок розв'кзання вираз 1в мохе бути таким: вираз (6) поставляемо в трете р!вняшя виразу (2). Тод! р!шення цього трансцендентного р1вняння мокла запкеати в такому вигляд!:

Z2 ü„ (у,COSÍ), - Xt3ln»>t) = [(xt - r)3lnj-Slnp1 + + у,з!п y COS *>4] COS f>t + xj sin -

- ik^ Ust COS y (y; Sin *>4 - X] COSV,) + (1 -U cos у ) С yt у; + xt ( x¡ - г) ] } ctg у (8)

Пот Im, задавчи необх1дну координату Z^ 1 вар1юючЕ аргументом v, в!дшукати 1з виразу (8) кут повороту f>t, при якоиу а1дбуваеться торкання ц!л1ндричного колеса i г !парболо Одного 1нструыента. П1сля цього, п!дставляючи зпаЁдвя! кути *>4 в перш! два р1вняння впразу (2), знаходимо координата ^ ,YZ г!церболо1дного 1нструмента в залогност1 в!д zz. Щоб знайти характеристики на прямозубому ц1л!ндричному колес1, роз'вязують вираз (6) в!дносно зм!нного параметру v:

V «С(Ог1созу - 1 )Cy;yt+ x;(xt- r)]-AvUllcosj'(y'slní>1-

- cos *>4)}/ VIsain у (у; СОЗ - sin рг). (9)

Тод! сукуш1сть р!вшшь <1)1 <9) при заданому значенн! »>, будуть визначати характеристики р!завня на прямозубому ц 1 л 1ндричному колес!. Зм1щэочи куг повороту рл цШндричзого колеса, одеряуютъ всю сукупп1сть пукапих характеристик.

Поверхвю торкапня ц1л!ядричпого колеса з г!перболо1дзда 1нструментом легко одерхатн, записавши р!вняння (!) в нерухомШ систем! координат XIZ з вжоркстанням значения параметру v !з р!вняння (9):

х = (г,- r)cosf>s — yjslnp,; у = (х,- г)з!гй>4+ y,oosp4; z=í(üIícos}' - l)ty;yt+ xj(xa- г)Ь AvVZicosy(yjsíns>4-

- Xj eos tps)}/ üzi 3ln y <y; eos »>,- %l sin P,) (10)

1з вараз1в (10) вит!кае, що при конкретному значеш! кута повороту виразт (10) влзначаить характеристика на

прямозубому д!л1ндрячному колес!. При z = v = const, иаеуо р!вняння л!а11 верстатного зачеплення в торцовому с!ченн! колеса. 1з виразу (10) вит!кае„ що при переход! в!д одного торцового с!чення до другого точка перем1щу€ться по проф1лп зуба. Пра ф!ксованому значенн! аргумента ? вирази (10) зизиачають характеристику пра рус! точки контакту в!д одного торця ц!л!ндричного прямозубого колеса до другого.

7 треть ому роздШ знайден! мозаив! вих!дн! !нструментальн! поверхн1 ! в!дпоз1дн1 р!гуч! !нструданти при двох крут!ннях навколо схрещуючих осей ц!л!ндречиого прямозубого колеса i загот!вки вида "одаополосний г!перболо1д". При цьому синтезован! р!зноман!тн1 к!нематачн! схема формоутворення !нструментальних поверхвей на заготовках виду "однополосний г!перболо1д".

Показано, що за рахунок вар!ювання кут!в схрещувашш осей, зм!н величин м!яосевих в!дстань 1 передавчих чисел у виразах (I), (2) i (б), могна одерхати р!звокан!тн1 к!нематичн! схеми, в!дом1 1з Teopl'i проектування р!аучвх 1нструмент1в як схема формоутворення першого, так i другого, i третього клас!в.

У четвертому розд!л! назначена точн!сть внготовлення

ц!л1ндричних аубчатих кол1с г1перболо1дшши фрезами. Показано, що розроблен! автором г1перболо1дн1 1нструменти будуть виготовлять зубц! кол!с з евольвентним дроф!лем, при дьому г!перболо1дний основний черв'як технолог1чно виготуватЕ значно прост1ше, six основний евольвентний черв'як.

П'ятий розд!л присвячений визначенню к!нематичних та геометричних параметр1в процесу виготовлення прямозубих ц!л!ндрнчннх кол!о г1перболо1дпими 1нструментами. Одерхан1 залехвост!, даюч! можлив!сть синтедувати просторовi верстатв! зачеплення, дають мохлив!сть обмехувати виробляш1 поверхн" шляхом винятку на них точок з безк1нцевим питомим сковзашям, що приводить до 1нтенсивяого сносу 5нструмент!в. Таког одеряан! умови, дозволяюч! визначити точки, на яких сумарна швидк!сть перем!щення дор!внюеться нулю, тобто тих точок, в яких умови р!зання сам i благодатн1 1 сам! неблагодати! умови накатки.

В ц!й частин1 дасертад!! шганачея! вирази в!дносно1 швидкост!:

[у'"']г =С-у<1 - Ог1соа-) - нЯг^1151-1%- Сх(1- U21cosr-- ^ U21 cos + f(x + иг1 sin rf

Сумарна швидк1сть визначеза як сума вектор!в швидкост! точки д!д час руху по обгшан1й ! о^инаючШ поверхн!:

сумарна швидк!сть руху точок контакту U+ = О. Це становище могла використати для вилученпя на виробляюч!й поверхн! точок контакту, для яких = о, тобто тих точок, в яких

сам1 неблагодатн! умоии при пакатц!. При öj = О одерхуютьск сам1 благодати! умови при обробц! кол1с р!занням.

Процес р1зання в велик!й м!р1 заложить в1д кута м!х контактами л!н!ями 1 вектором швидксст! ековзання. Чкм менший дей кут, тем крац! умови р!зання 1з-з& "виштовхування" оброблюваного матер1алу по передай р!гуч!й гран! 1нструмента. При зб1льшеян1 зазначеного куга зменшуеться коеф1ц1ент тертя, а сковзашш, спрямоване в напрямку подач!, спркяе не до "в!дриву" металу, а його накатуванню. Кут м!х вектором шекдкост! ековзання I контактами л1к1ямв мохе бути одерханям 1з виразу:

tg ит = (-ар t dV <аг4 / dv v'lz> >1(х;>г + (у;)2]-- ar/dv (er./av у"г,)>/1 дТ / *7{erx/öv v',z>) -- ар / äy, (dir, / av V,iz>)]/(xj)z + (s[)z

1з цього виразу вит!кав, що кут ч,. дор!внюе 0,5п в точках контактних л!н!й, для котрих д!льник дор1внюБ нулю, тобто е:

* "*<iz> "*<iz>

(öPj / äv V ) öP/av - (dr, / ÖT V ) df / ö? == 0.

При кут! i>T я 0.5П умови р!зання будуть сам! небдагодатн1, тому що р!хуч! гран! 1нструмента будуть вшптовховуватись 1з зони р!зання. При: 4

-^P/aKar./av- v'iz>)[<x;>z + (y^fl - ap/av(ars/ay у"г>) - О

кут ит = О. Цей випадок е самим благодатянм при р!занн1„ так як в цьому випадку деформуючий метал детал! не буде "затягуватись" п1д нар1заючий 1нструыент»

По величин1 швидкост1 ековзання валко робятя bvosobok про величину просковзування р!хучих граней г1перболо*дгшх !нструм,ят1в об нар1заюч1 зубц!. I, таким шшсы, нема® мояливост! об'Активно оц1нювати продес нар1заняя 5?бд1в ц?л!ндричлих кол!с та зное г1перболо5дних 1яструыент!в. Тому в дисертацП г,ичодэн1 хооф1ц!енти шггомого сковзашш для нарЭзашо» дегал5 1 г шорболо хдпого 1нструмента, по яга;: ыохяа робитя висносок про величину ix просковзувпная:

Г», - £ -<У<12> «гк / ) [ (х;)г + (у;)2] аг4 / а* -- (V 12 / ау) ар / ау} / аг / С(х;)г+ (у;)1] пг= 1 -{«/*>, 1<х,>в+ (у,)г]}/СаР/аР,{(х,)г+ (у, )г ] --(V аг1/а*>)[(х1) +(у1) 1в¥/ву-(У аг,/ау)аГ/ау)

Яйцо д!лкиий ввраз не дор!внюе нулю, то точки контакту з неск1пчоншш значениям питоыого сковзання назначаться 1з уыори: ар/а*>4 в о. При ар/а»>4* о коеф1ци€нт питомого сковзання мае значения, яке дор1внюЕ неск1нченност! при умов!:

- (V аг4 / ау ) ар / ау .= о.

Наведен! умови мохна викорястати для визначення точок контакту з пбск!нченшши питомими сковзаннями ! таким чином робити висновок про зное 1нструмент!в.

При нар!занн! кол1с 1нструментами контактн1 л1н!1 являзоть собой криз1 л!н11 на поверхы! нар!зуваних зубц!в. Довзшш контактних л1н1й впливаБ на посилення р1заяня 1 мохе бути записана в такому вигляд!:

Уг /----г------г------------г

1 = 1/ <х;) +-<у;> + {<хч> /ФГ) лу

У»

Д1аметри г !перболо-1дшгх 1нструмент1в зб1лыяух>ться в!д горлового с!чення до торцлигх. В результат! инструмент !з-за загострення зубц!в г!пврболо'хдного !нструмента в загальному вкладку ыохка розв'язати таким чином. Задеемо 2г, визначене остат011н р!внянням виразу (2). Оск!льки мех1 з'м1ни аргументу У Д7.я обох стор1н зубц!в ц!л!ндричного виробляючого колеса в 1 дом5, то знаходимо координата витка Х,72 в залеяно-а'! в!д р,(у). 2м!шоючя \ 1 повторшчи вирахування, одерху^мо сухугш1с:ть кривих, вкзначапчих нроф!л! аубц1.' г!перболо1дного !нструмента в р!зних'торцовях с!ченнях При дьомУ при двякому значен«! 2г одерхувел 1 крив!, з!дпов1даюч! проф1ля^ 1нструмента, пероо 1чу."ься", юбто буде ыатн м!сде загострення зубц!в г!по>рболо1дного 1ястру숫га.

Ц1 вилучають при конструяванн1 1нструыонта. .

Наведена кривизна поверхней знробу та 1иструмвпта в напряи!, перпендикулярному контактниы л1н1ям, оутт^во впляваб на посияення р!зання детал1„ воза запнзаЕв у вигляд1:

у;2 ><?*>*+ (у7)1! v/í?

1з .наведеного виразу вят!кае, що поверхнього контакту в верстатнях зачелленнях, що розглядаютъся, зд12сяитп немоаливо, тому що чксельник виразу н1кояе не перетворсеться в нуль. Яюцо х знаменник наведеного виразу дор!вног нуля, то наведена кривизна буде дор1внюватЕС2> неск1нчеяност1. В точках з такими значениями К*,, питоне сковзаняя v>z ма® безк1нцево б1льше значения, гцо приводить до 1нтенсивзого зносу г1перболо1дного 1нструмента.

В наведеяих залехностях: Е±= (x¿)z+ (yj)2; О; G.= 1 -коеф!ц1енти перпшх квадратних форм, а ; /ат;

(er4/dv v'"'>; (drt/ew у'"') мають таке

значения:

<5Xt /врй =vOJz t a Irte (-yj з1п*>1 +х J соз*>, >+A»U2, cosy (yj cos*», +x J s ln*>};

<55,/^ = -(It- UzlCOS>')i (yJ)Z + У»УГ+ *Г<-г +Xí> + («J)1! +

+vUzlsiny(yJ'co3*>l+x*,slnp1) + AvUZJcosr(yJ 'slnps-xj 'cos*),);

^г, / = UZ1 sin г (у; соз rt + xl з!п i»,);

(<Jrs/ar V >=t-xjys+y, (xJ-r)3(1+üIicos»') +иг,з11у(2^соз#>,-

- sin *>t) + А^ üzl соз г (x¡ sin »>, + у I cos

(drs/ i»? ) = —I (Xj— Г) COS *>, - y, Sin <Pt + ^JVjjSin у

3 наведения виразах значения фупкц1й xt i у, та is пож1двнг приймавться в залезшост! в!д внтляда KpzEo'i, якою окреслветься торцовой проф!ль оброблювавох noaepxai.

У оостому розд1з! ваконаво числение дося!дхшня геометро-к1нематнчних паремвтр1в пропвсу нар!зання

ц1л1ндричннх ка;1с за допомогою г 1перболэ1дних 1нструмант1в.

Аяал! з за допомогою ВОМ числових значенъ *юхазу€, що, керуючи геометро-к!вематгчшшя показниками процесу виготовленвя зубчатих кол1с, мохва керуваги як1стю цього процесу. Таког, знаючв ц! показянкк, мохляве прогнозування працездатнсст1 1нструмента ще ва стадй' проектування.

Сьома частина присвячена конструкц!ям г1перболо1дних 1вструмент1в 1 методам хх виготовленвя. Показано, цо геометрита! розм1ри г!перболо1днах фрез, обкатних р!зд1в, шевер1ь, шл1фувальннх круг!в залехать в'^ модуля, к!лькост! зубц1в ва г!перболо1дному 1кструмент! 1 ц1л1ндричному колес!, а такох в1д кута схрещення осей г. В1д величина кута схрещення г в свою чергу залегать як1сг1 показники обробки 1 обладнанкя самого г1перболохдного !нструмента 1 оброблзсваних, за допомогою одерханого 1нструмента, прямозу-бах цШвдричних кол 1с. Впкористовуючн розроблен! в дисерта-ц11 програми, з'являеться можлив1сть розрахувати геометричн1 1 к!нематичн! показники в залвхност1 в1д: к1лькост1 витк1в (зубц1в) \ на г!перболо1дному !нструмент1; к!лькост! зубц!в \ на прямозубому ц!л!ндричному колес!; нормального модуля в.1 кута схрещення осей г.

Розглянемо методику створення г1перболо1дних 1нструмент1в на такому приклад!: 1г= 16, ъх = 76, m = 1нм, г » 180° 165° 135° 120° 105, 1 91° Нар!зання зд!йснено на зубофрезерному верстат! "Pfauter", до дозволяе нар1зати м!н!мальну к!льк!сть зубд1в, р1вне 5. Тому 2г прийнято р1впш максимальному числу зубц1в, р!вному 16. При Ъг = 17 одераимо Za : \ = 4,47, що елходить за нашгартв1 дан1 верстата. Кр1м того, 1г в приклад1, що розглядаеться, мохе бута менте 16 заход1в. Д1лильн! д1аметри шуканого г!перболо1дного !нструыента в горловому с1чедн1 знаходимо 1з в1домого з ТММ виразу: d,, = ш-2г/соде: ft = 180° - г -кут пахалу зуба (витка). Тод1: dz = 1-16/003(180° - 180°) = 16мм; d, = 1*16/соз(1ВД°- 165°) « 16,56мм; = 1«16/соз (180°- 135°) « 22,C°ír-; d,- 1-16/cos (180° - 120°) = 32мм; йг = 1*16/cos (180°- 105°) = 61,82мм; d, = Мб/ cos (180° -91°) = 458,46 мм.

Вираховуван1 величина приведен! на греф1ках. Так, на малюнку 2 зобрахен! л!н11 контакту <характеристики), коли проф!л! зубц1в прямозубого ц!л1ндрячного колеса окресген! евольвентою. 1з анал!зу малюнк!в вит1гае, що коптактн! ¿tail розташовуються з р!зним нахилои до л1н!1 зуба. Нахал залехнть перш га все в1д кута схрещування осей г 1 шнрини г 1перболо?дного 1нструмента Так, при г =» 180 контакта! л1н11 розташовуються паралельно тв!рлим прямозубого колеса. При цьому кохному значению кута повороту РК«*,) прямозубого колеса в!дпов1дае певна контактна л1н!я, !дуча по во1й ширин 1 зуба паралельно тв!рн!й зуба. Гэ говорить про те, njo г 1перболо1дний 1нструмент стае ц1л!вдричяии 1, таким чпном, не мае задн!х к!нематячних кут!в. Для зд!йснення р!аання в цьому випадку вводиться заголовка. При кутах схрещування осей, що лехать в мехах 90 < у < 180 , контакта! л!н!1 розташовуються з нахилом. В даному випадку утворииться к1нематичн1 зада! кути.

На мал. 3 приведен! швидкост! сковзання, спрямовая! по проф1лю евольвентного зуба, який нар!заеться. Анал!э числових значень 1 граф!ка показу®, що проф!льне сковзання залеошть в!д кута схрещування г . При цьому в !нтервал1 кут!в г = 91°...135° проф!льне сковзання не зи!нп£ знака. Це показу®, що продольна подача спрямована в одну сторону по всьому проф!лп ! при виготовленн! кол!с навантахення на зуб г!перболо1дного 1нструмента мохна вир!внювата. 1з ыалюнк!в 4

1 5 вит!кае, що в!дносна швидк!сть сковзання Y*"' , що е головним рухом р!зання п1д чво виготовлення ц!д1ндричшгх прямозубих кол!с, практично дср1внюе l'i складов1й 7Z. Дя швидк1сть спрямована по ос! Z, 1 проходить паралельно тв!рн!й евольвентного прямозубого колеса. Вря цьому в 1нтервал1 кут!в г = 100..Л30 складова швидкост1 сковзання VX е пост1йною по всьому лро$1лю зуба. Тому VZ розраховуеться в 1нтервал1 г = 100°...130°.

На малпнку б наведен! граф1ки зм1а сумарноТ пвидкост! для виготовлення ц!л!ндричного прямозубого колоса гIперболоТднями !нструмв1!?ами. 1з граф!ка вит!кав, що при зменшбнп1 здгта схрещування осей в!д 180° до 130° суыарна швидк!сть US поступопо зменшуеться до нуля. Пот!м, при

Мал. 2- Коатактн! л!н11 при виготовленн! прямозубого колеса г!перболо1дними 1нструментами =76; шп=1мм; 2г=16)

ávx

/20

WL

г,-в

то

m

Zi--6

ho за го <o| 0

-ml -20 j -ЗОЙ

v;

1 1 1

I-a _

J k **

Ri -3B,Qf ■■ t-j-вА J\

fe о] ** 120 id (w 40 IÍ o ió

! i ! 11

Мал. 3. Швидк1сть сковзання по проф1лю прямозубого ц!л1ндричного колеса.

Мал. H . Швидх1оть сковзагая Мал. 5. в 1дносяа инид^отд. по утворюпч1й прямозубого сконзатя.

ц5.л!ндричного колеса.

зывншуванн! кутд у в1д 120° до 90°, швидк!сть US р!зко зростае. Особладо р1зке зростання спостер1гоеться nie ля досягпоеня у я 100° 1 його зменшенпя до 90°. Узагаяьнюючи сказала, приходнмо до висяовку, що при обробц! ц1л!ндричних кол 1с необх1дао г 1пврболо х'днай 1нструмэнт проектувати при ахрещуЕаяя1 осэй у в мехах 105°...140°.

На малютку 7 показав! кути м1х вектором в!дносно1 ешкдкост! 1 напрямом контактноi л!н!1. 1з малпнка вит1кае, що кути, як! розгляда^мо, в залэхност! в!д кута схрещування осей г, анаходяться в мехах в1д 90° до - 90°. При у = 130° ...180 кути м!х вектором в1дносно1 швидкост1 1 напрямом контактно! лInfi мають як позитивн1, так ! негатива! значения< Тахэ становище пояснюеться зм!нох> напряму сковзання контактуючих поверхней по проф!лю. В район! кут!в схрещування осей 91 < г <130 кути ÜG приймапть т!льки негативне значения. Де показув, що продольна (проф1льна) подача при обробд! цШндричних прямозубих кол1с не зм1нюе св1й напрям по яроф1лю зуба, що призводить до вир!внювання зусиль при обробд1. Зв1дси вит1кав висновок, що при проектуванн! г!перболо1дних 1нструмент!в ix геометричн1 розм!ри знаходять при схрещуваян! осей в ыехах 100° < г < 130 . 1з мал. 8 видно, що при зменшенн! кута схрещування осей у в1д 180° до 130° наведена кривизна зменшуеться. В мехах у = 110°...125° наведена кривизна прийыае максимальн! значения. Зв1дси робимо висновок, що проектування г!перболо1дних 1нструмент1в леобх!дно вести при кутах схрещування осей г, що знаходяться в мехах 105°...130°. Це поесек^ться тим, що при зб1льшенн1 наведено! кривизни впровадхення 1нструмвнта в заготовку в!дбуваеться при зменаенн! зусиль р!зання. 1з малинка 9 видно, що в мехах кут1в у 130 ...180 питоме сковзання S1 па ц!л1ндричному оброблпзагиму колес! е невеликим 1 практично не зм!вх£ться. Dpa хутах у = 91 ...120 питоме сковзання р!зко зб1льшуегься, що буде благодатно валяватн на обробку кол!с. Таким чаном, аяал!з мал. 2, 3, 4, 5, б, 7, 8,9, приводить до детального васновку: при конструюванн! г!пврболсгдрь;: 1ютрумент1в для обробки кол!о р!занпям кут схрешувтгши г повинен бути в кеде 91°.. .130°. Яф^ш щжми.убк*

Мал. 6. сумарна швидк1сть Мал. 7. Кут м!х вектором руху вар!зуваних поверхяей в1даосно1 швидкост! 1

в напрямку контактной л!н11. непрямом контактно!* л1нй'.

Мал. 8. Наведена кривизна.

Мал. 3 . Питоме сковзанпя.

ц1л1пдричних кол!с розрахованини г1пврболохдними

1нструментами легко прогляда&гься !з малшка I. Ширина шуканого 1нструменту визначаеться 1з таких вираз!в: В = й«4©^ де В - ширина однополосного г!перболо1да, йаг -зовн1шн1й д!аметр 1нструмента в горловому с!ченн!, V - кут п!дняття витка (зуба) 1нструмента. М!н!мальна к!льк1сть струхкових канавок повинна дор1вщшатись к!лькост! заход1в.

Таким чином, конструювання г1перболо!дних 1нструыент1в зводаться до таких крок!в: I. На ЕОМ визначають к1нематкчн1 та геометричн1 параметри процесу виготовлення ц!л!ндричних кол!с в залегност! в!д: Ъг, и, у I, виходячи !з

розрахунк1в, визначають допустимей кут г; 2. Розраховують зовн!пш!й д!аметр г1перболо1даого 1нструмента, визначають к!льк!сть заход1в I визначають кут г!дняття витк!в у горловому с!ченн1. При цьому мохе вшгакнуть потреба виконати дек!лька проб; 3. Визначають ширину шуканого 1нструмента.

Восьмий розд1л присвячений експериментальним досл!дам. В еьому розробляеться конструкц1я г1перболо1дних фрез, а такоа пропонуються метода нар!зга витк!в I зозн!шньо1 поверхн! таких фрез. Розглядагаться характерн! особдивост! обробки ц!л!ндричних пряыозубих зубчаткх кол!с г1перболо1дниш фрезами.

В ц!й частнн! такоя розглядаються остаточна обробка ц1лЗндричндх прямозубих зубчатих кол!с за додомогога ил!фуванчя абразивним черв'яком. Описан! метода викатуванет поверхней багатозах!дних г!перболо1дних. тл!фувальних круг!в.

Залропоновав! автором технолог 11 виготовлення г1перболо1дних 1нструмент1в (фрез, обкатних р!зц1в, шл!фувальних круг!в) е надзвпчайно простими. Обробку г!пе^боло1дного 1нструмента п1оля загартування по схем! мал. 16 виконати надто вахко, складно, тому що виготувати шл!фувальпий круг у виглад! ц!л1ндричного колеса технолог!чно складно. Не прост!ше виготувати для ф!н!шно1 обробки г!перболо1дно^о !нструмента алыазний накатник чи хон, що являють ообэз; ц!л!ндричн1 зубчат! колеса. Тому автором розроблений 1 запатентований в Рос!йськ1й Федерац!1 принципово новей спос!б виготовлення ! остаточно! обробки

г!перболо1дних 1нструмент1в i кол!с (кал. 10). Поставлена мета досяга^ться тем, що р1хуч! частинв дискового !нструмента ошсувть уявлвване ц1л1ндричне колесо з необх!днимн параметрами. В рол! дискового !нструмвнта» в залешгост! в1д технолог 1 i" обробкп, застосовуються дисков! модульн! фрези або шл!фувальн! круги, круг!ння котрих навколо cbo'íx осей не залегать в!д вс!х imrax рух!в.

Pec.íQ. Снос 16 витотовлення г 1перболо'¿дпого 1еструкглта„

Крут!ння заготовки 1 крут!ння дискового 1Еотруыезта навколо ос! виробляшого колеса (осi столу) зз'ягаи! за допомогою механ!зму д!лвння ворстату. Подача гагат Ieicj в!дносно дискового !нструмента несут,5Ideo мала но ЫдЕсгангю до кругових рух!в ! вибираеться аналог!чно выбору пода» прз зубофрезеруванн!. Дисковнй 1Еструмент мокка зан!янтн га нальцеву фрезу чи летнчий р!зець.

Таким чином, за допокого» одного дискового !нструмента (пальцево! фрезк чи летшого р!зця) шхва впготуватй г!перболо1дн! !нструменти р!зно! геометр!!. Перетота

диокового 1нотрумента. пальцево! фрези, летючого р!зця не зм!нюе геометр!» г1пврбологдкого виробу. Це поясняться мохлю»1стю пер*«ування дискового !нструмента по рад!усу (столу верстата) уявлюваного виробляючого цШндричного колеса а мегом одержання необидного д!лильного д1аметра цього колеса.

ВНСНОВОК

Г1перболо1дн! !нструменти типу: фрези, обкатн! р1зц!, тавери, шл1фувальн1 круги, - хоня - одержав! анал1тично в просторовому верстатному зачепленн!. Таким чином, вперше в практид1 зд1йснений принциповий в1дх!д в1д традиц1йно1 схеми виготовлення фрез, обкатних р!зц!в, шевер!в, хон1в, коли ос1 паралельн!, до схеми, коли ос! схрещуються. При цьому визначен! геометричн1 1 к!нематичн! параметра процесу виготовлення г!перболо1дного 1нструмента за методом обгинашш з двома параметрами.

Розв'язання поставлено!" задач! дало мохлнв!сть установите поверхня г!перболо1дного 1нструмента з залехност! в!д величина кута схрещування, кутових швидкостей та осево* подач!.

В процес! виконання роботи розв'язан! так! задач!:

1. Аналогично за допомогою ц!л!ндричного прямозубого колеса в просторовому верстатному зачепленн! одержан! поверхн! зубц!в (витк!в) г1перболо1дно1 1нструментально1 поверхн!.

2. Синтезован1 багатозах!дн! г!перболо1дн! !нструменти типу: фрез, обкатних р!зц1в, шл1фувалышх круг!в, а такох шевер!в та хон!в. При цьому р1вняння !нструмент!в одерхан! як обгинзмч! одно- и двопараметрично! с!м'1 поверхней. Визначен! анал!тично проф!ль 1 розм!ри г!перболо1дного !нотрумента.

3. Досл!даен1 геомэтро-к1нематичы1 параметри процесу шр!зання ! обробки ц1л1ндричних прямозубих кол!с за допомогою !нструмэнт!в, наведених у другому пункт! висновку. До цих параметр!в в1дносяться:

- в!дносна швидк1сть сковзання стичнсх поверхной; сумарна птидк!сть руху обробдюваних зубц!в в напрямку,

перпевдикулярному л1н1яы контакту; кут м1х вектором в1дносно1 швидкост1 сковзання 1 напрямом л1н1й контакту; штоме сковзання при виготовленн1 цШндричаих кол1с г1перболо1дними !нструментами; довжина л1н!й контакту; коеф1ц1ент перекриття; умови п1др!завня; уиови загострення витк!в (зубц!в) г!верболо1дних 1нструмевт!в.

Розроблен! нов! засоби виготовлення НперболоХцнях фрез, обкатних р!зд!в, тл!фувалъних круг!в, шевер1в, хон!в, накЕТШ£к1в на сер!йних зубофрезеряих 1 шл1фувалькях верстатах. Головною р!зницею знайдевиг засоб!в е те , що в рол! головного руху р1зання викорисмно в!дносие сковзання р!хучих частил виробляючого цШндричного колеса до поверхнях шуканих г!перболо1дних 1пструмент!в.

5. Розроблений метод нар1зання зубц1в (вптк!в> г 1перболо1 дних !нструмент1в ярямозубим цШндричним колесом !з 1нструментально1 стал1, коли в рол! головного руху р1зання прийнято в1дносне сковзання торц!в прямозубого колеса об нвр1зуЕан1 г!перболо1дн! зубп! (витки).

6. Доведено, що при використалн! методу, що ггропонуеться в п'ятому пункт! висновку, вироблякгаа пог.ерхня являв собою прямозубе д!л!ндршше колесо.

7. Анал1тично показано, що нар!зання г!перболоОдного 1нструмента мохна зд1йсняти методом обкатки за допомогою ц!л1ндричного колеса без зада1х кут!в.

8. Анал1тично показано, що г1перболо1дна фреза, г!перболо1дний обкатний р!зець, г1перболо1дний тввер, одержан! в просторовому верстатному зачешгенн!, магать к!нематичн! кути б!льше 10°. Таке становище призеодать до того, що д! !нструменти не затилуються.

9. Аналогично показано, цо одержана в просторовому верстатному зачепленн! г!перболо1дна фреза, г1перболохдоий обкатний р!зедь е обгинагачими ц1л1пдрнчвого прямозубого колеса. Тому нар!зання ц!л1ндричних зубчатих кол1с цими 1нструментаот мозша вести при рад!альн1й подач!, що вилучае тривалий продес вр!зання 1, таким чином, пХдвнгзгб продуктам 1сть в п!вторг. - два з половиною раза.

•10. Анал1тично розв'язаве питания кл1фування г1перболо1*дних 1нструмент!в в просторовому верстатному зачеплэни! •. за

допоиогою ц1л1ьдричного шл1фувального круга.

11. 3найден 1 способа нар!зання 1 шд1фування г?гхерболо1дних 1нструмант!в на !снуючому сер!йному устаткуванн! без застосуваняя складних пристро1в.

12. Одержан! анал!тичн! виразя, цо дозволяють синтезувати к1неыатичн! схечи форыоутворенвя 1нетрументальних поверхней при сполученн! двох обертавь навколо осей д!л1ндра 1 т1ла виду "однополосний Мпербологд", во схрещуються.

13. Анал1тично одержан! умови, що дозволяють обмехктв виробляючу поверхню шляхом вилучення на зубдях (витках) 1нструманта точок з неск!нченним питом™ сковзанням, що призводить до 1нтенсивного зносу 1нструмента.

14. Одержан1 умови, що дозволяють внзшчити точки, на яких сумарна швидк!сть пересування прагне ло нуля, тобто тих точок, в яких сам! сприятлив! умови р!зання.

15. Визвачен! «ути схрещування осей !нструмент - заготовка, при яких проф1льнв сковзання спрямоване в один б1к, тобто не ам1шс^ знаку. Це показу«, що проф!льна подача спрямована в один б!к по всьому проф!лю, 1 при виготовленн! кол1с наванта-ження на зуб г!перболо1дного !нструмента можна вир1внювати.

16. Показано, що боков1 р!*уч! кромки . на зубдях г!перболо!дних фрез технолог!чно одерекують в результат! перехрещення не трьох поверхней, як це зд!йсн»еться на ставдартних черв'ячних фрезах, а т!лька двох - основного черв'яка 1 струхковох канавки. В результат! боков1 р!жуч! кромки мохуть бути розташовая! любим чином на основному черв'яку.

17. П!сля переточки боков! р!хуч! кромки на г!перболо1дних фрезах можуть не збер!гати свою форму.

18. Визначено, що нер1вномирн!сть окружног в!дстан1 м!х зубц ми г!перболо1дних фрез не приводить до погр!шностей пересування бокових р!жучих кромок.

19. Погр!шн1сть кута нахилу стружкових канавок не вносить погр!шност1 на пересування бскових р!жучих кромок.

Таким чином, в тгаведених теоретичних 1 практичвих досл!дженнях одерайдэ рчд нових р!шень, котр1 можуть бути продовжен! при цодальшому вивченн! р!зних г!перболо1дних !нструмент!в. Зокрема, показано, що при додомоз! прямозубого

ц!л1ндричного виробляючого колеса легко реалХзувати в промисловост! ц!лий рад г1перболо1дних 1нструмент1в таких, як: г!перболо1дн1 фрези, обкатн! р1зц1, шевери, хони, шл1фувальн1 круги. Враховуючи новизну виготовлення г1перболо1дних 1вструмеят1в, дану дисертад1йну роботу можна розглядати як один 1з етап!в у вивченн! I освоюваяя! розглянутих НперболоЗДШх 1пструмезт1в.

CgHÇQ* Р0Б1Т,АВТОРА ПО TEMI ДИСВРТАЦП

1. Изготовление я отделка цилиндрических зубчатых колес гиперболоидами инструментами. // Министерство образования Украины. Институт системных исследований образования. ВосточноукраянскиЯ государственный университет. Киев. 1994г. 7пбч. л., тирах 750экз.

2. Гиперболоидные зубообрабатыващаа инструменты для цилиндрических зубчатых колес. // Sen. в ГНТБ Украины 28.10. 93, Я 2101 - Ук93, Луганский машиностроительный институт, Л^гаяск, 1993г., 91с.

3. Обкаточный резец. // Патент * I79753I, зарегистрирован в

Государственном комитете но изобретениям я открытиям 8 октября 1992г., приоретет изобретения от 24 июня 1991г., 2с. (соавторы: Витренко А.Н., Коняов A.B., Кириченко H.A., Иведчиков А.П.). (Автор розробив конструкц1*> р1зця. Boro внесок скяадае 80Х).

4. Способ изготовления гиперболовдяых зубчатых колес. // Патент * I8I9I96, зарегистрирован в Государственном комитете по изобретениям я открытиям II октября 1992г., приоретет изобретения, от 25 февраля 1991 г., Зс. (соавтор Витренко А.Н.). (Автор розробив к1нематику процесу. його внесок склада® 80%).

5. Гиперболоидный накатник. // Патент Ш Н 2009752, зарегистрирован в Комитете Российской Федерации по патентам и товарным знакам 30 марта 1994г., приоретет изобретения от 24 июля 1991г., Зс. (соавторы; Витренко А.Н., Кириченко H.A., Коняев А.Н., Шведчиксв А.П.). (Автор розробив

конотрукпДю накгдника, його вносок складае 80%).

6. Повышение производительности и качества процесса сглатчвающего накатывания деталей колесных пар тепловозов. //Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Москва, 1983г., 22с.

7. К вопросу исследования кинематики при холодном накатывании зубьев. // Сб. "Конструирование и производство транспортных машин". Харьков: Вшца школа., вып. II, 1979г., с. 90-93, (соавторы: Колмычек И.К., Гребенюк В.Н.). (Автор розробив к1нвштичн! показники процесу холодного накатування зубц1в. Boro вносок складае 80%).

8. К вопросу чистовой обработки прямозубых цилиндрических колес. // Сб. "Конструирование и производство транспортных маишн". Харьков: Вища школа, вып. 12, 1980г., с. 84-85, (соавторы: Каплун A.M., Колмычек И.К.). (Автор розробив схему обробки зубц!в кол!с. Його внесок складае 80%).

9. Накатка шеек оси локомотива под подшипники. // Ji 180Ум-Д83, деп. рук., 1983г., 9с.

10. Чистовая обработка деталей локомотива тгаю тел вращения накатными роликами. // УкрНЙИНТЙ, » 181Ум - Д83, деп. рук., 1983г., бс.

11. Чистовая обработка деталей локомотивов роликами. //Тезисы докл. Всесоюзной научно-технической конференции "Создание и техническое обслуживание локомотивов большой мощности". Ворошиловград, 1985г., с. 207, (соавтор Хмвловский Г.Л.). (Автор визначив геометро - к1нематичн! показники процесу обробки деталей. Його внесок складае 90%).

12. Нарезание зубьев цилиндрических зубчатых колес методом зуботочения. //Тезисы докладов научно-технической конференции "Перспективные направления создания новых и совершенствование существующих конструкций тяжалонагружонных редукторов и прогрессивная технология их изготовления. Краматорск, 1987г., с. 29-30, (соавтор Витренко А.Н.). (Автор розробив конструкц1ю 1нструмента. Його ¿ыьоок складае so%).

13. Шевингоцание зубьев цилиндрических зубчатых ко;.ес. // Тезисы докладов IY Всесоюзного симпозиума "Теория реальных передач зацеплением". Курган. 1988г., с. 18-20, (соавтор Витренко А.Н.). (Автор визначив к!нематкку процесу обообют

jcoalc. Його внесок складае 80%).

14. Нарезание зубьев цилиндрических зубчатых колес многозаходными червячными фрезами. // Тезисы докладов республиканской научно-технической конференции "Обеспечение надежности и долговечности зубчатых передач на стадии проектирования и изготовления" г. Харьков. 1988г., с. 31-32, (соавтор Витренко А.Н.). (Автор розробив конструхц!» фрез. Його внесок складае 80%).

15. Отделка зубьев цилиндрических зубчатых колес. // Тезисы докладов республиканской научно - технической конференция "Обеспечение надежности и долговечности зубчатых передач на стадии проектирования и изготовления" г. Харьков. 1988г., с. 33-34, (соавтор Витренко А.Н.). (Автор розробив конструхц!га накатник1й. Иого внесок складае 80%).

16. Разработка и внедрение технологии по уменьшению брака при формировании колесных пар. //Отчет по хоздоговорной теме Т-023-88. Ворошиловград, 1988г., 50с. (соавторы: Голубенке А.Л., Горбунов Н.И., Протасов A.B.). (Автор розробив нову технолог 1га виготозлення деталей. Його внесок складае 80%).

17. Обработка зубьев цилиндрических колес гиперболоидами червячными фрезами. // Тезисы докладов республиканской научно - технической конференции "Совершенствование методов расчета, конструирования и зубообработки цилиндрических и конических зубчатых, спироидных, гипоидных и червячных передач. г. Ижевск. 1989г., с. 51 - 52, (соавтор Витренко А.Н.). (Автор розробив геометр 1ю фрез. Його внесок складае 8055).

18. Изготовление цилиндрических зубчатых колес в пространственном станочном зацеплении. // Тезисы докладов республиканской ■ научно - технической конференции: "Опыт отраслей машиностроения и научные достижения - производству тракторов и сельхозмашин'1. Харьков, сентябрь 1989г., с. 14-15, (соавтор Витренко А.Н.). (Автор визначив геометро -к!нематичн1 показники процесу виготовлення кол!с. Зого внесок складае 80%).

19. Шевингование цилиндричеких зубчатых колес с зацеплением Новикова. // Тезисы докладов межреспубликанской научно -технической конференции: "Опыт исследований, проектирования, изготовления и эксплуатации зубчатых передач Новикова. Рига.

1989г., с. 77, (соавтор Витренко А.Н.). (Автор визначив к1нематику процесу обробки кол!с. Його внесок складае 80Х).

20. Фрезерование зубьев червячными фрезами. // Тезисы докладов всесоюзной научно - технической конференции: "Зубчатые передачи: современность и прогресс", г. Одесса, сентябрь 1990г., с. 79-80, (соавтор Витренко А.Н.). (Автор розробив багатозах1дн! фрези. Його внесок складое 8036).

21. Зуботочение цилиндрических зубчатых колес. // Тезисы докладов республиканской научно - технической конференции: "Еаучнпе достижения и опыт отраслей машиностроения -народному хозяйству" г. Харьков, 25-27 сентября 19Э0г., с. 62, (соавтор Витренко А.Н.). (Автор розробив обкатн1 р!зц1. Його внесок склада^ 80%).

22. Нарезание цилиндрических зубчатых колес инструментами третьего порядка. // Тезисы докладов республиканской научно - технической конференции: "Научные достижения и опыт отраслей машиностроения - народному хозяйству. ..Проблемы прочности надежности и долговечности зубчатых Пбредач и редукторов". Харьков 19-20 сентября 1991г., с. 90, (соавтор Витренко А.Н.). (Автор назначив геометро - к!нематичн! показники процесу обробки. loro внесок склада^ 80%).

23. Разработка и испытание фрез гшгерболоидного типа с целью повышения производительности зубонарезания и увеличения стойкости инструмента. // Отчет по хоздоговору. К 359/06 от 16.08.91г. с АО "Камаз". Инженерная академия У1фаины. Луганское отделение, 1991-1992Г., 3 части, 37с, 29с, 37с. (соавторы: Витренко А.Н., Кириченко И.А., Блошенко Ю.М., и др.). (Автор розробив конструкц!ю !нстргмента. Його внесок складае 75%). .

24. повышение твердости зубьев поверхностным пластическим деформированием. // Тезисы докладов II мевдународной научно - технической конференции: "Проблемы развития локомотивостроения". Крым 19...24 апреля 1993г. с. 80, (соавторы: Витренко А.Н., Кириченко H.A.). (Автор розробив схему нахсагуваяня зубчатих кол!с. Його внесок склада^ 75%),

25. Технология изготовления и отделки гиперболоидных зубчатых колес. // Тезисы докладов научно - технической

к

конференции: "Проблемы зубчатых передач и редукторостроения.

Харьков. 1993г., о. 100, (соавторы: Витренко А.П., Кириченко И.А.). (Автор розрсбив технолог1ю виготовленпя г1перболо1дних кол1с.' Його знесок складае 85SO.

26. Накатное выглаживание цилиндрических зубчатых колес. // Тезисы докладов научно - технической конференции: "Проблемы зубчатых передач я редукторостроеняя". Харьков, 1993г., с. 101, (соавтор Кириченко H.A.). (Автор визначив гесмотро -к!нематичн1 показники процесу виглажування. Його вносок складае 80%).

27. Инструмент для обработки зубчатых колес методом зуботочения. // "Проблемы качества и надежности машин". Республиканская научно - тезошчоекая конференция. Могилев. 1994г., с. 16, (соавторы: Витренко АЛ., Кириченко И.А.). (Автор розробив конструкц1ю 1нструменту. Його внесок складае 80%).

28. Технология изготовления незатылованяых многозаходньк гиперболоидных фрез //"Проблемы качества и надежности машин" Республиканская научно - техническая конференция. Могилев. 1994г., с. 17, (соавторы: Витренко А.Н., Кириченко H.A.). (Автор розробив технолог1ю виготовлення фрез. Його вяесок складае 85%).

29. Технология изготовления незатылованных многозаходных гиперболоидных фрез. // "Новые технологии и системы обработки в машиностроении" Тезисы докладов республиканской научно - технической конференции. Донецк, 1994г., g. 15-16, (соавторы: Витренко А.Н., Кириченко а.А., Доан Дык Внаь). (Автор розробив технолог1ю виготовлення фрез. Його внесок складае 80%).

30. Инструмент для обработки зубчатых колес методом зуботочения. // "Новые технологии и системы обработки в машиностроении" Тезисы докладов республиканской научно -технической конференции. Донецк, 1994г., с. If-17, (соавторы: Витренко А.Н., Кириченко H.A., Доан Дык Вивь). (Автор визначив залежн!сть геометр!1 !нструменту в!д к!нематшси процесу обробки кол!с. Його внесок складае 85%).

В 1тренко В.О. "Г1перболо'1дн1 1натрумвнти для обробки 1 обладаання цШндричних прямозубих зубчатих кол 1с". Дисертац1я - рукопио. Дисертац1я на здобуття вченого ступеня доктора техн!чних наук за спец1альн1стю 05.03.01 -Процееи механ1чно1 I ф!зико - твхн1чно! обробки, верстати т.». 1нструменхи. Ки^вський пол1техн1чний 1нститут • Ки1в, Г995.

Захища&пся 36 наукових роб 1т, з них - одна монограф!я 1 три патента яа винаходи.

Данная работа' посвящена обработке и отделке цилиндрических зубчатых колес с помощью зубообрабатываицего инструмента, основанного на схемах формообразования третьего класса. Разработаны новые способы изготовления колес и инструментов, а такие способы обработки их поверхностей в пространственном станочном зацеплении. Определены основные геометро - кинематические показатели процесса изготовления и отделки зубчатых колес с помощью разработанных гиперболоидах инструментов, которые влияют на качество обработки поверхности.

Задние углы на гиперболоидных инструментах не предусматриваются, их получают кинематически в процессе изготовления зубчатых колес.

This work deals with machining and finishing of cylindrical gears by means of teeth - treating tool based on the third class scheme of shaping. New methods of wheels and tools making were worked out as well аз the means of their surfaces finishing in a space machine - tool gearing. There were determined the main geometry - kinematic Indexes of gears making and finishing processes by means of the hyperbolold tools developed. These indexes influense the quality of finished surfaces.

The hyperboloid tools have no back angles but they appear kinematlcaly In the process of gears making.

В1тренко Володимир Олеко1йович

ППЕРБОЖ)1ДН1 1ВСТРУМЕНТЙ ДЛЯ ОБРОБКЯ I ОБЛАДЗАЕШ ЦШНДРИЧНИХ ПРЯИОЗУЕИ! ЗУБЧАТН КОЛЮ

05.03.01 - Нроцеси механ1чно1 1 ф1зяко-твхн1чнох* об робки, веретати та 1нструменти

Подписано к печати 28.06. 1995г. Форма? бумаги 60"84/16. П.л. 2. Тирах 100. Заказ 293

Ротапринт ВУГУ, 348034, г. Луганск, кв. Молодежный, 20а.