автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.05, диссертация на тему:Холодное накатывание внутренних зубчатых профилей жестких колес волновых передач

5. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ 10 РАБОТЕ

1. Предложены принципы систематизации и классификация способов формообразования зубчатых колес внутреннего зацепления, на основе которых выполнен анализ и поиск новых способов и- конструкторских решений при хододном накатывании зубчатых профилей, обеспечивающих высокие качество изделия и производительность процесса.

2. Создана научно обоснованная методика расчета параметров и проектирования процессов получения холодным накатыванием внутренних профилей жестких коле© волновых передач, основанная на использовании комплекса математических моделей, с применением которой созданы технологии изготовления типовых деталей средств автоматизации производства.

3. В результате разработки и реализации в промышленном производстве технологий изготовления типовых деталей внутреннего с волновыми зубьями, проектируемых с применением научно обоснованных в диссертации методик и рекомендаций, обеспечивается повышение производительности труда в 3.4 раза, снижение затрат на инструмент в 5.«6 раз и в 2,0«.2,5 раза число зубообрабатыващих станков, снижение капитальных вложений в 1,5.2,0 раза. Фактический экономический эффект от внедрения разработанных технологий получения холодным накатыванием внутренних волновых зубчатых профилей составил 500 тыс. рублей /24000 долларов США/, а ожидаемый - более б млн. рублей в ценах 1999 года.

4. Разработана методика и стенд для экспериментального исследования технологических параметров процесса. Установлено, что полученные теоретические зависимости адекватны и могут

Г2.60 использованы для количественной оценки напряженно-деформиро-ванног© состояния заготовки и инструмента и стойкости зубьев накатника. Разработаны статистические модели энергосиловых параметров процесса, параметров точности и качества поверхности формообразованного зубчатого венца и экспериментальные математические модели жесткости оборудования, формы и размеров заготовки, износостойкости изготовленных зубчатых колес и производительности процесса, позволяющие прогнозировать параметры процесса на стадии проектирования технологии.

5. Разработаны конструкции основных технологических узлов станков для накатывания внутренних зубьев в условиях единичного , серийного и массового производств. Инженерные решения конструкций станков защищены авторскими свидетельствами.

6. Разработаны принципы систематизации и классификация, объединяющая показатели качества и дефекты волновых внутреннних зубчатых венцов формообразованных холодным накатыванием, на основе которых выполнен анализ возможных дефектов и найдены способы устранения дефектов.

2.6 (

1. Гинсбург Е.Г. Волновые зубчатые передачи // Л.: Машиностроение, 1969. - 159 с.

2. Палов Б.И. Механизмы приборов систем управления //Л.: Машиностроение, 1972. 230 с.

3. Работы 5ля£десерия СКШ1АМ. Общий каталог // Информация Запкуе . 18 с.

4. Industrial robot System // information VB1. HO-302*

5. Промышленные работы фирмы КУКА // Информация Н 28.108. 26 с.

6. Системы зубчатой волновой передачи. Сводный каталог // Информация МИДУ и КО, ЛТД. 12 с.

7. Машиностроительный завод "Модул"-Вяла. Каталог // София: Булгарреклама, 1988. 48 с.

8. Иванов М.Н. 0 кинематике волновой передачи // Изв . bji-зов. Машиностроение, W 8, 1968. С. 37-43,

9. Электрические машины. Каталог // М.: Энергия, 1984. -96 с.

10. Павлов Б.И., Чернова Л. С. Волновые мелкомодульные зубчатые передачи и результаты их проверки на кинематическую точ/ ность // Л.: ЛДНГП, 1968. С. 36.

11. Боровиков Ю.А. Исследование волновых передач и сравнение их с передачами других типов // Автореф. дисс. к.т.н., 1972. 16 с.

12. Волновые зубчатые передачи /Под.ред. Волкова Д.П. и Крайнева А.Ф. // К.: Техника, 1976. 36 с.

13. Вайсбурд.Р.А. Оптимизация процессов кузнечно-штампо-вочного производства//Кузнечно-штамповочное производство,3,1982. С. 19-21.2£"Z

14. Аксенов JI.Б. Системное проектирование процессов штамповки//Л.: Машиностроение, 1990. 239 с.

15. Шекерджиев Э.Р. Технология холодного накатывания внутренних эвольвентных профилей с модулем 1,0.3,5 мм// Автореф. дисс. к.т.н., 1993. 16 с.

16. Лындин В.А. Инструмент для накатывания зубьев и шлицев повышенной точности// M.s Машиностроение, 1988. 143 с.

17. Бровман М.Я. Определение усилий при прокатке зубчатых колес// Вестник машиностроения, № 9, i960. С. 36-38.

18. Симонян Л.М. Определение удельныз давлений при накатывании зубчатых колес// Известия АН БСССР, серия физико-технических наук, Р 3, 1969. С. 39-44.

19. Барбарич М.В., Гун Г.Я., Белов М.й. Исследование кинематики процесса зубообразования при накатке зубчатых колес// Труды МИСиС, Р 80, 1975. С.53-57.

20. Половников В.В., Филатов П.§., Семибратов Г.Г. Изготовление цилиндрических зубчатых колес прокаткой // М,- Л.: Машгиз, 1961. 188 с.

21. Калинин Н.В., Штульберг Й.М. Прогрессивная технология изготовления деталей малогабаритных зубчатых зацеплений // М.: ЦШТЭМП, 1968. 55 с.

22. Дейнеко В.Г. Новые способы непрерывного накатывания резь& и других профилей // М.: Машиностроение, I96X. 156 с.

23. Народицкий Х.Ш., Ефимов В.П. Холодное накатывание мелкомодульных зубчатых колес // М.: ОНГИ, i960. 120 с.

24. Холодная накатка шлицевых валов и зубчатых колес // Manne.äerf:Ernst &toЬ , 1981. 165 с.

25. Холодное формообразование посредством цилиндрического инструмента // Проспект фирмы ЕSee fсе г. Шалон: E$c&fier 1984. - 24

26. Целиков А.Й.-Металлургические машина и агрегата: Нестоящее и будущее // М.: Металлургия, 1979. 143 с»

27. Барбарич М.В., Хоруженко M.B. Накатывание цилиндачес-ких зубчатых колес // Й.: Машиностроение, 1070 . 220 с.

28. Васильчиков М.В. Прокатка гщлиндрических зубчатых колес // М.: Машиностроение^ 1971, 29 с.

29. Васильчиков М.В., Варбарич I.B., Кашшонов I.M. Горячая накатка зубчатых колес с зацеплением Новикова // Вестник машиностроения, $ 7, I960. 0. 46-50.

30. Кузьмин А.Д., Исследования прцесса прокатки цилиндрических зубчатых колес // М.: Машгиз, Ü6I. 88 с.

31. Суражский П.Ш. Современные способы накатывания зубчатых и винтовых профилей и оборудование для их осуществления /

32. В сб. Итоги науки и техники. Серия Технология и оборудование 7 кузнечно-штамповочного производства, т. I // I.: ШШШ, 1975. С. 82-166.

33. Суражский П.М., Кузьмин А.Д. Изготовление накаткой зубчатых колес с внутренними зубьями // Вестник машиностроения, Ш 2, 1970. С. 67-68.

34. Вогоявленскйй 1. Н., Вастров В.Н., %лев Д.И. Оптимизация формы заходного участка инструмента для осевой накатки зубчатых профилей // Машиностроена (Болгария), $ II, 1987. С. 490493. ■

35. Востров В.Н., Порхун A.B., Любимов В.П. и др. Накатывание рабочих профилей нового подшипника повышенной грузоподъемности // Кузнечно-штамповочное производство,Ш, 1989.С. 20-21- , . ' /

36. Востров В.Н., Еякин ШМ., %хих В.Д. и др. Жолодное накатывание внутренних эвольвентных зубьев // Кузнечно-штамповочное производство, i '12, 1984. С. 10-1$. .

37. Богоявленский К.Н., Бродский А.З., Востров В.Н. и др. Изготовление зубчатых профилей методом холодного пластического деформирования // Кузнечно-штамповочное производство, Ш I, 1985. С.19-21.

38. Богоявленский H.H., Востров В.Н., %лев Г.И. Едновременно валицване на вътрешни и въишни зъбни продли, работещи в кинематич-на двойка // Машиностроение (Болгария), * 3, 198§. С. 119-120.

39. Востров В.Н., Атрошенко А.П., Радкевич Н.М. Устройство для исследования технологического процесса осевой накатки зубчатых колес // Кузнечно-штамповочное производство, Р 5, 1987. С.5-7.

40. Богоявленский К. Н., Востров В.Н., %лев Д.Н.Получаване на вътрешни зъбни профили чрез студено валцуване //Мадшностроене (Болгария), Ш б, 1986. С. 261-264. \

41. Линд В.Д., Востров В.Н., Егорова Д.Д. Усилия деформирования при калибровке зубьев выдавливанием // Известия ВУЗов. Машиностроение, W 9, 1986. С. 106-108.

42. Востров В.Н., Атрошенко А.П., Линд В.Д. Оптимизация формы заходного участка инструмента для осевой накатки зубьев // Кузнечно-штамповочное производство, № 12. 1986. G. 3-5.

43. Аксенов Л.Б., Шекерджиев Е.Р., Востров В.Н. Определение жесткости станка для накатки внутренних зубьев/ В сб: Прогрессивные ресурсосберегающие технологические процессы // Ростов--на-Дону:;РДИ(Ж, 1990. С., 50-51.

44. Востров В.Н., Мочалов С.М., Игорова Д.Д. и др. Холодное накатывание зубчатых профилей /В кн. Изготовление заготовок щ деталей пластическим деформированием // Л.: Политехника, 1991. С. 146-153.

45. Лапин B.B., Писаревский М.И., Самсонов B.B. и др. Накатывание резьб, червяков, шлццев и зубьев // Л.4 Машиностроение, ». 228 с.

46. A.c. I8I032 СССР. Приспособление для накатки зубчатш профилей /Варбарич 1.В., Суражский П.М. Оцубл. в 1.И. $ 9, 1966.

47. A.c. 725767 СССР. Способ накатки внутренних зубчатых профиле! /Еарбарич I.В., Васияьчиков М.В., Муконин В.#. и др.в В.1. »13, 1980.

48. A.c. 929290 СССР. Способ изготовления профилированных кольцевых изделий /Богоявленский К. Н., Востров В. Н., Лапин В. В. и др. Опубл. в Б.Й. № 19, 1982.

49. A.c. 988434 СССР. Устройство для накатывания зубчатых профилей /Богоявленский К.Н., Востров В.I., Елкин H.I. ш др. Опубл. в I.I. i 2, 1983.

50. A.c. 3I549S СССР. Стан для прокатки кольцевых деталей, с внутренним профилем /Аржанов А.§., Васильчиков М.В., %зьмин А.Д. и др. Оцубл. в В.Й. f 29, 1971.

51. Мазуренко Ю.П. Холодное накатывание зубчатых венцов цилиндрических колес // Львов: Высшая школа, Ii80. 162 с.

52. A.c. 603473 СССР. Способ накатывания зубьев на цилинд- ,; рических поверхностях /Панасенков И.О., Корсаков В,Д., Павлов В.Й. Опубл. в Б.й. # 15, 1978.

53. Востров В.Н. Многопроходное накатывание внутренних зубьев с использованием химических активных СШ /В сб. Прогрессивные технологические процессы металлообработки и сборки. Под ред.

54. СД.%рашкина // С.-Пб: 1ЩЩ1, 1991. 0. 59-60.

55. Кузнецов Д.П., ЛясниковА.В., Кудрявцев В.А. Технология формообразования аолодным выдавливанием шшостей деталей пресс-форм и штампов^ // М.: Машиностроение, 1973. -ЛЮ с.2.66

56. Богоявленский К.Н., Петков Г.К., Чалев Д.И. и др. Гидропластическая обработка металлов // Л ^Машиностроение, 1988. 256 с.

57. Северденно В.П., Мурас B.C., Суходрев Э.Ш. Горячее гидродинамическое выдавливание ревущего инструмента // Минск: Наука и техника, 1974. 127 с.

58. Богоявленский К.Н., Ли В.А., Востров В.Н. и др. Накатывание внутренних зубьев центральных колес волновых передач// Вестник машиностроения , Р 2, 1987. С. 52-53.

59. Теория пластических деформаций металлов / Под. ред. Е.П.Унксова, А.Г.Овчинникова /Ai.: Машиностроение, 1983. -598 с.

60. Ya triado Y-; Yo fhcmura ^ kurai T. Picrçti'c streçr strain maire/ and í'tr application for ±be So I mi: С oh of < UftCe- p/a ftfe protf/ews Sytke finite element met hoc/ // ynt. J. Mec h, Set,1. AP.

61. Hutchinson J. Nu mer Cea Í Solution of non1. ne a г Г~£г ел et: и PQ I р/п о SI* г* г // А У ME, J. R.K Hart пипд Bût , N41,1973, РЛНГ-26*.

62. Зенкевич O.K. Метод конечных элементов в технике// М.: Мир, 19Ъ. 541 с.

63. Смирнов-Аляев Г.А. Новый метод аналитической аппроксимации экспериментальной зависимости интенсивности напряженного состояния металлов от степени деформации / Сб. трудов ЛМЙ, Р 54 // Л.: ЖИ, 1966. С. 4-12.

64. Качанов Л.М. Основы теории пластичности // M.î Наука, 1969. 420 с.rLCI

65. Биргер I.A. Круглые пластинки оболочки вращения // M.: Оборонгиз, 1961. 368 с.

66. Сервисен C.B. Избранные труды. Т. 2. Усталость металлов и элементов конструкций // Киев: Наукова думка, 1985. 256 с.

67. Трахтенберг Б.Ф., Кение М.С. Шубина М.А. Некоторые закономерности разупрочнения и разрушения контактных объемов инструмента для горячей штамповки / В кн. Штамповые материалы. Обработка и применение. Вып. I// М.Машиностроение, 1968.1. С. 32-48 .

68. H€rne/n<jer7>^ КопСдЭ' PraxC^orCentterte Typologie foi г k-cchá den, &randlc*$e fun die Erfassung und Verfasse rung oler Stand menge vor* Gesen к e.n //Zng,-Ani^ А/ 77J93; J976. 116 9- f?73.

69. Иванова B.C. Усталость металлов //M.: Металлург-издат, 1962.-272 с.

70. Лебедев A.A., Ковальчук Б.И., Гигиняк Ф.§. и др. Механические свойства конструкционных материалов при сложном напряженном состоянии . Справочник //Киев.: Наукова думка, 1983. 366 с.

71. Гольденблат И.й., Копнов В.А. Общая теория критериев прочности изотропных и анизотропных материалов/ Проблемы прочности, Ш 2, 1971. С. 65-69.73.§оррест П. Усталость металлов //М.: Машиностроение, 1968. 352 с.

72. Ра/мдг<еп /I. Endurance óf ßaЦ-Bearing //2. IS-er. JDtrcht J h!€*t 1924. f. JJ3-J42.

73. Mener M- Cumulate ve 2) a mage

74. Cn FatCgue // -7. App\, Me ch. , N /2л jg^S. P. И59-И6А.

75. Сервисен C.B., Когаев В.П., Шнейдерович P.M. Несущая способность и расчеты деталей машин на прочность. Справочник. //М.: Машиностроение, 19%. 488 с.

76. ГОСТ 25.502-79. Методы механических испытаний металлов. Методы испытаний на усталость.

77. Шевакин Ю.Ф., Рытиков Â.M. Технология измерения и приборы в прокатном стане // М.: Металлургия, 1973.- 186 с.

78. Беняковский М.А. Бровман M .Я. Применение тензометрии в прокатке// М.: Металлургия, 1965. 127 е.

79. Тензометрия в машиностроении. Справочное пособие/ Под ред. Р.А.Макарова // М.: Машиностроение, 1975. 288 с.

80. Налимов В.В., Голикова Т.И. Логические основания планирования эксперимента // М.: Металлургия, 1981. 149 с.

81. Налимов В.В., Чернова Н.А. Статистические методы планирования экстремальных экспериментов// М.: Наука, 1965. 340 с.

82. Федоров В.В. Теория оптимального эксперимента // М.: Наука, 1976. 312 е.,84 • /(teftrj. Optima! c/ertjn < </<? г С ateon in rtmucture ал Ы per fotmcce under change о/ С iret с rCo n // в со met rc ko J ia/2j i97ST. R 2 88'

83. Box The choice of Пгп/ек Pisigns for Quadratie Mixture Mode 1г//ГесЬпо ~ metric? . VIS, 1917> p, Us4SS*

84. Голикова Т.И., Данченко Л.А., Фридман М.З. Каталог планов второго порядка //ffl.s МГУ, ч. I, 1975. 387 с. ;ч. 2 384 с.

85. Таблицы планов эксперимента для факторных и полиномиальных моделей /Под ред. В.В.Налимова // М.: Металлургия, 1982. с.

86. Hottetenд Н- Some Improvements c>i Weighing and other E~*per с menta / Techyues // Ann, Of Mathematical statist, IfS", /VSj

87. Математическая теория планирования эксперимента / Под ред. G.М.Ермакова // М.: Наука, 1983. 391 с.

88. Андрукович П.§., Голикова Т.Н., Костина С.Г. Планы второго порядка на гиперкубе близкие по свойствам к J) оп-, тимальным / В кн. Новые идеи в планировании эксперимента.

89. Под ред. В.В.Налимова // М.: Наука, 1969. С. 140-152 .

90. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных словий //М.: Наука, 1976.- 279 с.

91. Болыпев Л.Н. , Смирнов Н.В. Таблицы математической статистики // М.: Наука, 1983. 416 с.

92. Камеюк М.С., Кондратов А.И. Упругие деформации технологических систем // Известия вузов. Машиностроение, Р 7, 1985. С. 136-139.

93. Волков С.Ю., Кондаков А.И. Использование метода псевдообращения матриц при решении технологических задач // Известия вузов. Машиностроение, Р 5 , 1983 .1. С. 151 153 .

94. Ф. Авраамов И.О., Семакин Е.В. Физическая /энергетическая/модель надежности элементов систем автоматики // М.: Знание, 1972. 73 с.

95. Смирнов-Аляев Г.А., Усиков И.К., Баньковский Л.Л. Исследование конечной пластической деформации при накатывании шлицев на валах: в холодном состоянии // Кузнечное-штамповочное производство, № 10, 1970. С. 1-3.

96. Ульянов Э.И., Иванов K.M. Обеспечение точности экспериментального определения характеристик деформированного состояния методом микроструктурных измерений // Известия высших учебных заведенией. Черная металлургия , Р 3, 1966. С. 21-25 .

97. Ильюшин A.A. Ленский B.C. Сопротивление материалов // M.s §изматгиз, 1959. 371 с.

98. Сопротивление материалов пластическому деформированию в приложениях к процессам обработки металлов давлением / Под ред. А.В.Лясникова // С.-Пб.: Внешторгиздат- Петербург, 1996. 527 с.

99. Дель Г.Д. Технологическая механика // М.: Машиностроение, 1978. 174 с.-27 i

100. Иисаревский М.й., Селин М.Т. , Лапин В.В, Современная технология и оборудование для накатывания резьб, червяков и зубьев // М.: НШМАШ , 1987 . 76 с.

101. Производство зубчатых колее. Справочник. / Под. ред, ВД.Тайца // М.: Машиностроение, 1975. 728 с.

102. Нейлор Т. Машинные имитационные эксперименты с моделями экономических систем У/ М.: Мир, 19%. 500 с.

103. Круг ликов В.К., Вероятностный машинный эксперимент в приборостроении // Л.: Машиностроение, 1985. 247 с.

104. САПР изделий и технологических процессов в машиностроении / Аллик P.A., Бородянский В.Й., Вурин A.F. и др. Под общ. ред. Р.А.Аллика //М.: Машиностроение, 1986. 319 с,

105. Тетерин Р.П., Полухин П.й. Основы оптимизации и автоматизации проектирования технологических процессов горячей объемной штамповки // М.: Машиностроение, 1979. 408 с.

106. Аксенов Л.Б. Системное проектирование процессов штамповки //Л.: Машиностроение, 1990. 239 с.

107. Во гаев Ю.П. Вычислительная математика и программирование //М.: Наука, 1990. 544 с,

108. Батищев Д.И. Методы оптимального проектирования // М.: Радио и связь , 1984. 248 с.

109. НО. Хартман К., Лецкий Э., Шефер В. Планирование эксперимента в исследовании технологических процессов // 1.: Мир, 1977. 552 с.

110. Востров В.Н., Атрошенко А.П., Линд В.Д. Оптимизация формы заходного участка инструмента для осевой накатки зубьев //Кузнечно-штамповочное производство, Р 12, 1986, С. 3-5.

111. A.c. I33346I СССР, Устройство для накатывания зубчатых профилей кинематической пары /Ли В.А., Новиков A.B., Востров В.Н. и др. Опубл. в Б.И. Р 48, 1987.

112. A.c. 1362554 СССР. Устройство для накатывания зубчатых профилей кинематической пары / Богоявленский К.Н., Ли В.А., Востров В.Н. и др. Опубл. в Б.И. Р 48, 1987.

113. A.c. 1368093 СССР. Устройство для накатывания зубчатых профилей /Востров В.Н., Ли В.А., Новиков A.B. и др. Опубл. в Б.И. Р З, 1988.

114. A.c. 1447505 СССР. Устройство для накатывания внутренних зубчатых профилей / 1и В.А., Востров В.Н., Петухов П.Г. и др. Опубл. в Б.И. Р 48, 1988.

115. Аксенов Л.В., Востров В,Н., Ли В.А. Изготовление внутренних зубьев колес волновых передач и зубчатых муфт холодным пластическим деформированием // ЦНГИ: Информационный листок Р 3*75-91, Серия Р 55.16.18, 1991. 3 с.

116. Новиков A.B., Востров В.Н., Ли В.А. и др. Изготовление внутренних зубчатых профилей на порошковых заготовках холодным накатыванием // Депонированные научные работы. Р 6 /188/ 1987. С. 121.

117. Богоявленский К.Н., Ли В.А., Востров В.Н. Холодное накатывание зубьев эпициклов волновых передач // Депонированные научные работы , № 4, 1986. С. 165.

118. Планетарно-осевое накатывание зубьев / Востров В.Н., Ли В.А., Щербаков С.М.// Современные проблемы технологии машиностроения. Тез. Всесоюзной научно-технической конференции. Москва: 1986. С. 26.

119. Изготовление эпициклов волновых передач холодным пластическим деформированием / Востров В.Н., Ли В.А.// Получение и обработка материалов высоким давлением. Тез. У Всесоюзной конференции. Минск: 1987. С. 92.

120. Востров В.Н., Ли В.А. Накатывание внутренних зубьев колес волновых передач // СТИН, Р 2, 1996. С. 35-37.

121. Методика/ основные положения/ определения экономической эффективности использования в народном хозяйстве новой техники, изобретений и рационализаторских предложений // М.: ВНЙЖШ, 1981. 43.I7. ПРЙЕОЖЕНШ1. СОГЛАСОВАНО"

122. Проректор по научной работе Л11И им. М»И.Кадинина1. УТШВДВ"приятая В.А. Егоров1. АКТиспытания волновых передач электромеханического привода

123. Испытания показали, что характеристики исследуемых волновых передач соответствуют техническим требованиям пред: являемым к электромеханическим приводам средств автоматизации производства.