автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.01, диссертация на тему:Повышение эффективности проектирования и эксплуатации зубчатого инструмента

На правах рукописи УДК 621.77.016

ЧЕРНЫШЕВ ВИКТОР ВАЛЕРЬЕВИЧ

ОД

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ЭКСПЛУАТАЦИИ ЗУБЧАТОГО ИНСТРУМЕНТА

Специальность 05.03.01- Процессы механической и фичико-тсхнической обработки , станки и ипструмент

Автореферат

днссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Саикт-11етсрбург 1999

Работа выполнена на кафедре «Технология машиностроении» Санкт-Петербургского института машиностроения (ВТУЗ-ЛМЗ)

Научный руководитель : к. т. и , профессор, академик Балтийской Академии информатизации Зубарен Юрий Михаилович

Официальные оппоненты : д.т.м., профессор

Петров Владислав Иванович

к.т.н., доцент

Панкратов Юрии Михайлович

Ве;(ущая организация - 11ИТИ Энергомаш (Санкт-Петербург)

Защита состойгься «-?.-*.» г. В 16 часов на заседании

диссертационного совета К064.82.01 СПбИМАШ (ВТУЗ-ЛМЗ) по адресу : 195197 .Санкт-Петербург , Полюстровский пр., д. 14.

С диссертацией можно ознакомиться и библиотеке С116ИМАШ ( ВТУЗ-ЛМЗ) .

Отзывы па автореферат, заверенные печатью учреждения , просим направлять по указанному адресу на имя ученого секретаря совета

Автореферат разослан

ан «. а.

Ученый секретарь диссертационног о со| кандидапехнических наук, доцеит

'В.Э. Хитрик

к 500. 145.55,0

ПОВЬПШ-НИН ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ЭКСПЛУАТАЦИИ

ЗУВЧАТОГО ИНСТРУМЕНТА .

ОЫЦАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Акгуал1.11осп. 10М1.1. Диссертация посвящена изысканию путей эффективного проектирования и эксплуатации одного из наиболее сложных инструментов , применяемою для формирования зубьев - зубчатою инструмента .

Зубчатые передачи являются одним из наиболее важных элементов современных механизмов . К зубчатым колесам обычно предъявляются повышенные требования по точности и качеству изготовления , надежности и долговечности . Инструменты для изготовления зубчатых колес во время их эксплуатации находятся и сложном напряженно-деформированном состоянии , которое во многих случае» вызывает поломку инструментов. Повышение надежности сложных дорогостоящих зубчатых инструментов , уменьшение вероятности их поломок во время работы является акгуальной народнохозяйственной задачей.

Решение этой задачи будет способствовать увеличению работоспособности таких инструмент» н снижению себестоимости выпускаемой продукции. Производственный опыт показывает , что наибольший технико-экономический эффекг от решения поставленной задачи можно получит ь при изготовлении изделий с одним из наиболее сложных зубчатых профилей - коническим .

К данным изделиям можно отнести узлы счетно-решающих приборов , конических дифференциалов , торцевых зубчатых муфт , патронов сверлильных станков и многие другие.

Инструменты для изготовления конических зубчатых колес механизмов и машин и являются обьскюм исследования в данной рабо!С .

Одним 1П направлений решения поставленной задачи является разрабоп<а паучно-обосновапних рекомендаций по выбору парамсI рои и проектированию формообразующих зубьев инструментов . Важным момешом для ускорения проектирования и повышения его качества являемся представление разработанных методик в форме , доступной инженерам - проектировщикам и позволяющей использовать современные быстродействующие компьютеры.

Кроме юто , при выборе начальных условий для решения поставленной задачи необходимо но возможности учитывав условия и характер современною производства колес , тенденции ею разнишя . В связи с изложенным данная работ посвящена комплексному исследованию состояния зубчатого инструмента при ею эксплуатации , разработке наиболее надежных копсфукцнй зубофор.иирующпх элемешов инструмента с учетом реальных факторов и физических явлений , имеющих место при обработке зубчатых колес , разрабо1ке технологических рекомендаций , расширяющих области применения инструментов и оптимизирующих процессы формирования конических зубчатых профилей изделий.

Ислыо цабои.! является повышение надежности и расширение области эффективного применения зубчатых инструментов посредством оптимизации прочностных параметров их зубчатого профиля и оснастки с учетом условий реального производства.

Методы исследований .

Работа выполнена па основе фундаментальных положений теории прочности и пластичности , метода конечных элементов , статистических методов обработки экспсримешальных данных . Граничные условия и параметры рациональной запрессовки инструмента и обойму определялись с помощью полярнзациомно-оптического метода исследования напряженно-деформированного состояния изделия . Необходимые расчеты производились с помощью современных ЭВМ.

Научная 1101111111:1 сосют и :

Я разработанной обобщенной математической модели расчета напряженно-деформированного состояния зубчатою инсфумеш л , позволяющей оптимизировать параметры инструмента и оснастки па основе учет распределения контактных напряжений , упругого характера взаимодействия инструмента с обоймой, состояния материала заготовки и инструмента в процессе обработки;

Я предложенной методике расчета параметров инструмента для изготовления зубчатых колес , учитывающей хараюер распределения контактных нагрузок на гравюре инструмента и оснастки ;

И установлении зависимостей , позволяющих определять области эффективного использования зубчаюю инструмент с учетом особенностей реального производства.

Практическая ценное и» днссеп «анионной рабон»! .

1. Разработаны технологические рекомендации по проектированию и из1 отоплению зубчатого инструмента для обработки конических шестерен.

2. Разработаны алгоритмы и программы расчетов на компьютере параметров инструмента и оснастки в удобной для пользователя форме .

Апробация рабогы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на ряде научно-технических конференций и семинаров , таких как : международной конференции « Сварка , электротермия и механообработка» (С. Пс1срб>рг , 1999 ) , мокраионалыюй научно-технической конференции « Прогрессивные технологии и средства автоматизации в промышленности» ( г. Волгоград , 1999 ) , семинарах главных технологов и руководителей технологических служб предприятий ( С. Петербург , 1988-1999 гг.) и др .

Публикации . По результатам диссертации опубликовано 4 печатные работы.

Структур;» и оГи.см дииспшци». Лисссщацнн соскнп и» введения , четырех глав , общих выводов , списка литературы ( 92 наименования ) и приложении , включает У5О страниц машинописного шкета , таблиц и -35

рисунков.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальное!ь темы дисссргационной работы , показана научная новизна и практическая ценность.

13 пашой главе на основании обзора отечественной и зарубежной литературы дан анализ традиционных методов пластического формообразования зубчатых изделий при классифицировании их по харакюру силового взаимодействия инструмента и заготовки (Таблица 1).

Таблица 1

Классификация методов пластического формообразования конических

зубчатых колес .

Тип силовою взаимодействия Способ обработки Характер деформирования Степень Точности по ГОСТ 1758-81 Получаемые модули (стальных колес)

Монотон- Объемное Горячее 9...10 >5 мм

ный выдавлива-

ние Холодное 8...9 < 2 мм

Прерывис- Поперечная Горячая 9...10 > 5 мм

тый накатка

Немонотон- Ротацион- Горячее 9...10 >5 мм

ный ное выдавлива-

ние Холодное 7...8 < 1,5мм

Анализ резулыаюв исследований приведенных м работах JI.И. Федорова , А.А. Симонова , Э.М. Шило, 13.М. Колымскою , Стсиуры 10.Г'., 3. Марциняка и других , показывает , 'по одновременно!о роста точности и снижения себестоимости иноювления можно достичь nyieM использования при производстве подобных изделий процессов холодною обьемного осссимметричпою и ротационного выдавливания ( сферодвижной ипамповкн). 13 ходе работ по реализации этих процессов нами были получены зубчатые колеса 7...S степени точности но ГОСТ 1758-81 и шероховатостью профилируемой поверхности Ra 0,25...0,6 мкм.

По промышленному внедрению пих процессов препятствует нснзученпость их возможностей и отсутствие конкретных рекомендаций по проектированию зубчатого инструмента , обеспечивающего указанные выше параметры колес. Кроме того , низкая стойкость инструмента и большое количество его поломок приводит к повышению себестоимости получаемых изделий.

Па основании произведенного анализа , цель работы может быть достигнута решением следующих задач :

1. Разработать математическую модель расчета напряженно-деформированного состояния зубчатою инструмента , позволяющую оптимизировать его параметры.

2. Разрабошть обобщенную методику расчета прочности зубчатого инструмента для производства конических шестерен , учитывающую распределение контактных нагрузок на гравюре матрицы и оснастки , разброс механических характеристик материала инструмента.

3. Найти зависимости , позволяющие определить области эффективного использования инструмента для обработки зубчатых колес , и cío оптимальные параметры .

4. Произвести эксиеримешальную проверку достоверности результатов расчетов но полученным зависимостям .

к

5. Разработать алгоритмы и ирофаммы расчетом параметров инструмент па ЭВМ в удобной для пользователя форме.

6. Разработать технологические рекомендации по проектированию зубчатого инструмента для изготовления конических шестерен .

7. Произвести апробацию разработанной меюдики , алюритмов и программ расчетов в условиях реального производства.

Вюрая глава посвящена выбору методики и методов исследования. И качестве метода исследования принято математическое моделирование процессов , происходящих при формировании зубчатого профиля колеса.

1 (следствие достаточно высокой стоимости изготовления зубчатого инструмента для натурных испытаний (физического моделирования), в качестве методов построения моделей приняты аналитическое и численное моделирование , а также планируемый компьютерный эксперимент. Экспериментальное исследование реального процесса использовалось для получения необходимых для моделирования исходных данных , а также для проверки достоверности построенных моделей.

В работе предложена общая последовательность этапов построения моделей элементов и подсистем. Па основании приведенного обзора способов построении моделей различных технологических систем , разработан комплекс мероприятий для практического осуществления этих этапов.

I? третьей главе произведено построение и исследование математической модели напряженно-деформированною состояния и прочности зубчатого инструмента для холодного выдавливания конических зубчатых колес .

Создание матсмашческой модели оценки прочности зубчатого инструмента сводилось к построению составляющих моделей элементов ( Рис. 1) и отысканию связей между ними .Исследование велось в последовательности указанной на приведенной схеме.

1х, 1х2 1 Хз

Модель модель Модель

Л контактных У, НДС у2 выбора Уз

-> напряжений -► материала

инструмента

У Проверка

-> фавюры на

смятие

У Упругие

отклонения

профиля -►

инструмента

блок изменения параметров

Рис. 1 Схема снс1емы моделей прочности зубчатого инструмента Л-пектор 'жчогсепп.тх неуправляемых переменных; Х-вскчор •жюгепных управляемых переменных ; У- вектор эндогенных переменных.

>

Прочность зубчатого инструмента оценивалась с помощью критерия хрупкой прочности , учитывающего чувствительность материала к средним нормированным

напряжениям , обусловленную разбросом механических свойств по сечению инструмента , записанною в следующей форме :

И„.-а,К„./о„+= I ; (1)

где К„. - 2 - К„;

Кя - параметр , учитывающий не компактное!ь и разброс механических свойств материала зубчаюго инструмента , находимый с помощью двумерного тестового опыта ; ап* - предел выносливости материала инструмента при испытаниях на растяжение [МПа ] ,<х, - эквивалентное напряжение |МПа] ; И„. -интенсивность относительных напряжений.

При использовании этой формы записи критерия прочности во время проведения компьютерного эксперимента с численной моделью нет необходимости введения конкретного значения Кп.

Проведенное исследование контактных напряжений на гравюре зубчатого инструмента, проведенное с помощью поляризацнонно-олтического метода, позволило принять для определения контактных напряжений модель течения металла в шероховатую клиновую полость .

1J соответствии с этой моделью максимальные контактные напряжения сто""1 действующие на гравюре зубчатого инструмента , определяли по следующим зависимостям :

аомах/аЧг.0) = 2,3 - 4,9 а 4 0,44 1ц - 0,14 1ц2 + 23,3 а2 ;

(2)

стош*/аЧг.0) = 2 ц + а 4 0,5/а 1п {(1,71 sin а)'1 i

i (IJIcosaCsA-lga)!1} ; (3)

где о^го) - предел текучести исходного материала заготовки | MI 1,т |: a - угол профиля зуба |град]; |д - коэффициент трения ;

Ii.i - высо1а получаемою зуба|мм] ;s„ - толщина зуба в основании [mmJ.

Использовании зависимости ( 2 ) рекомендуется лишь в тех случаях , когда s„/l>i < 1,05 Igu , или когда требуется имен, значительный запас прочности инструмента . lío всех остальных случаях следует пользоват ься решением ( 3 ).

Па основе анализа интерференционных карнш , полученных в ходе моделирования процессов осссиммстричного и ротационного выдавливания , была предложена следующая схема нафужения зуба для расчета параметров экстремального напряженно-деформированного состоянии зубчатого инструмента (Рис.2) . П качестве метода расчета применен метод конечных элементов в двумерной упругой постановке. Взаимодействие зубчатого инструмента с охватывающей обоймой задавалось начальными перемещениями се боковой поверхности . Перемещения узловых точек основания находились из решения задачи о изгибе балки переменного сечения , лежащей па упругой полуплоскости.

Анализ полученных картин напряженно-деформированного состояния показывает стабильность места и характера разрушающих напряжений при изменении экзогенных переменных в рассматриваемом диапазоне.

1 I I X

Рис. 2 . Схема нагружения зуба ¿тля расчета параметров напряженно-деформированного состояния зубчатого инструмента .

и

Па основании этого с помощью спланированного компьютерного эксперимента получены уравнения рсфессии для определения величины наибольших разрушающих напряжений :

о^/о^ог 2,19+ 1,19Х,+0,18Х2+0,53Хз-0,38Х.,+ 1,01Х,2-1

| 0,48Х1X2 - 0,46X1X1 - 0,18Х,Х^ ( 4)

а,мах/ст5(Г.о)~ 1,11 +0,03Х2 I 0,21Хз-0,45Х4 I 0,1Х,2+ 0,19Х|Х2 + •I 0,18Х,Х,-0,19Х,Х., -О.НХгХ, -0,12Х,Х1 ; (5)

где Х|-(.%Лц-Э,12)/1,88 ; Х2=( Нм Л1.,-5)/2 ;

Хг= (ДМъ - 0,007)/0,003 ; X.,-(ц/и - 0,55}/0,45 ;

Пм- высота матрицы |мм] ; Л8( - шаговый зазор ( иа1яг ) установки инструмента в обойме (мм| .

Построенная модель позволяет1 повысить точность профиля получаемого изделия путем коррекции гравюры инструмента на величины расчетных упругих перемещений. Одновременного повышения прочности инструмента и точности получаемых деталей можно добиться из решения многокритериальной оптимизационной задачи при варьировании величиной натяга и высотой матрицы , согласно предложенной ранее схеме (см. Рис.1).

На основании анализа характеристик современных инструментальных сталей предложены рекомендации по их использованию для изготовления зубчатого инструмента в зависимости от материала заготовки , типоразмера получаемого изделия , способа установки инструмента в обойме и серийности выпуска ( Таблица 2 ). В работе также приведены рекомендации по выбору способа формообразования зубчатого профиля инструмента , режимов его предварительной и окончательной обрабо!Ки .

Таблица 2.

Рекомендуемые облает применения инструментальных сталей для изготовления зубчатых инструментов.

№п/п Марка стали Облаем» применения

1 У11Л Холодное выдавливание зубчатых колес из цветных сплавов в мелкосерийном производстве

2 70ХП1М 70ХГ2ПМ Холодное выдавливание зубчатых колес из цветных сплавов в среднесерийном производстве

3 60ХЗФС 60ХВ2С 70ХЗВМФС Холодное выдавливание зубчатых колес из малоуглеродистых конструкционных сталей ( ст„ < 400 МПа ) в мелкосерийном производстве

4 85X611ФТ Х6ВФ Холодное выдавливание зубчатых колес из малоуглеродистых конструкционных сталей (ст„ < 400 Мла ) в серийном производстве

5 80Х4В2С2МФ 60Х6ВЗМФС Холодное выдавливание зубчатых колес из малолегированпых конструкционных сталей (ст„ < 700 МПа ) в мелкосерийном производстве

6 03H18K9MST Холодное выдавливание зубчатых колес из малолегированных конструкционных сталей (<т„ < 700 Мпа ) в серийном производстве

Проверка достоверности построенной модели , произведенная с помощью пспарамстрического критерия Манна-Уитии, показала се хорошее соответствие реальному процессу.

Проведенные исследования посфосппой совместной довершелыюй облает и и доверительных интервалов показал» незначительное влияние неопределенное i и экзогенных переменных на эндогенные переменные напряженно-деформированного состояния зубчатого ннсфумеша.

В работе предложена методика расчета параметров зубчаюго инструмента , обеспечивающая его высокую надежноси. и эффективность всею процесса холодного выдавливания конических зубчатых колее . Для реализации этой методики на практике она представлена в виде модульной диалоговой программы , позволяющей снизить время расчетов в 5 и более раз и повысить их точность.

При помощи этой программы используя результаты экспериментальных исследований , определена область рационального применения разработанною зубчатого инструмента для выдавливания конических шестерен и предложены технологические рекомендации по проектированию , изготовлению и использованию зубчатого инструмента .

В 'ienii'iiioii главе исследовано влияние условий производства на выбор фаничных условий для расчета напряженно -деформированного состояния зубчатого инструмента.

Установлено , чю нанесение на исходную заготовку смазки «Графигол В-310» снижает величину потребных усилий деформирования и контактных напряжений па 10.. .20%.

Исходная шероховатость заготовки не сказывается на контактных напряжениях и шероховатости зубчаюй поверхности изделия. Шероховатость получаемой профильной поверхности можем'достигать значений Ra 0,25...0,40 мкм.

Уменьшение точности -зубчатою профиля дегали по сравнению с точностью зубчатого профиля инструмента не прсвышаег одной степени точности. Полому точность получаемых изделий может достигать 6...7 но ГОСТ1758-81.

Проведение промышленных испытаний зубчатых инструментов , разработанных и изт отвлеиных но предлагаемой методике, показало их высокую надежность , превышающую традиционную на 20. ..40 % .

ОГ.ЩИИ ВЫВОДЫ

1. Разработана обобщенная методика расчета прочное! и зубчатого инструмста для обработки конических шестерен ,учитывающая :

■ неравномерное распределение экстремальных контактных напряжений на гравюре зубчатого инструмента ;

Н упругий характер взаимодействия зубчатой матрицы с охватывающей обоймой н опорной плитой ;

И упрочнение ма териала заготовки в процессе деформирования ;

И неравномерное распределение механических характеристик в материале инструмента .

2. Разработана математическая модель расчета области эффективного применения инструмента , позволяющая определить с помощью критериев прочности матрицы и точности получаемых изделий рациональные параметры инструмента , обеспечить его надежную работу без поломок.

3. Па основании исследования построенной математической модели напряженно-деформированного состояния инструмента получены уравнения регрессии , позволяющие производить оценку его работоспособности по критерию прочности.

1С»

4. Использование предложенных методик и моделей расчета ранион;ин.ных параметров инструмента позволило расширить область эффективного применения зубчаюго инсгрумснга для изготовления конических шестерен :

■ но модулю выдавливаемого зуба - ог 1,5 до 2,5 мм (для стальных) и от 3,5 до 5 мм (для цвешмх сплавов );

■ но наружному диаметру - до 120 мм ;

■ по исходному пределу гскучссги материала заготовки - до 700 МПа ( для стальных) и до 200 МПа (для цветных сплавов).

5. В результате проведенных экспериментальных исследований с использованием гюляризациошю-оптического метода получены граничные условия и определены параметры рациональной запрессовки инструмента в обойму , составляющие 0,6...0,8 от высоты зуба матрицы , а также оптимальная высота зубчатой матрицы , равная 3...6 высотам выдавливаемого зуба.

6. При выборе начальных условий решения поставленной задачи даны рекомендации по учету параметров реального производства , таких , как способ получения зубчатого профиля инструмента , вид финишной обработки его поверхности , исходная шероховатость поверхности заготовки , тип и технология применения смазочных покрытий .

7. Для эффективного использования разработанной методики при конструировании конкретных типов инструментов п условиях реального производства указанная методика представлена в виде диалоговой программы расчета на компьютере. В результате се применения время расчета при конструировании зубчатого инст румента сокращается в 5 и более раз.

8. Использование на практике предложенной методики расчета напряженно-деформированного состояния инструмента позволяет:

■ увеличить прочность зубчатого инструмента на 20...40% за счет оптимального сочетания степени и места его запрессовки , высоты матрицы и жесткости опорной плиты ;

О повысить точность зубчатых венцов в среднем на одну степень и достичь иокашслей 6...7 степени точности за счет корректировки гравюры профиля зуба инструмента па величину расчетных упругих перемещений.

9. Достоверность результат» подшерждаетси их щхшзводст пенной апробацией и прилагаемыми актами об использовании меюднки расчета и выводов , изложенных в настоящей работе.

Основные положении диссертации опублпконанм и следующих печатных работах.

1.13.13. Чернышев , Ю.М. Зубарев , Л.В. Виноградов . Исследование напряженною состояния клиповой матрицы .//Мсжвуз. Сб. « Машиностроение и авюматизация производства» ,.- С.Пб., СЗПИ, 1999.-с.60-64.

2. В.В.Чернышев , И.Л. Сепчило , Л.В. Виноградов . Повышение точности изготовления конических шестерен за счет оптимизации параметров инструмента . // Инструмент и технологии , №1, 1999 .- с.30

3. В.В. Чернышев , Ю.М.Зубарев , Л.В.Виноградов . Применение смазки

« Графи гол В-310» для повышения эффективности формообразующего зубчатого инструмента .// Мсжвуз. Сб. « Машиностроение и автоматизация производства».-С. Пб„ СЗПИ , 1999,- с.65-66.

■1. В В. Чсрнышеп , Ю.М. Зубарев , Л.В. Виноградов . Моделирование прочности сложнопрофилышю деформирующего инструмента. // Сб. трудов Новгородского ГТУ . Новгород , 1999 .- с. 23-25.

Введение.

1. Состояние вопроса пластического формообразования зубчатых профилей. Цель и задачи исследования.

2. Выбор метода математического моделирования для оценки прочности зубчатого профиля инструмента.

3. Математическая модель оценки прочности зубчатого инструмента для холодного выдавливания конических шестерен.

3.1 Определение критерия оценки прочности зубчатого инструмента для выдавливания.

3.2 Расчет экстремальных контактных напряжений, действующих на гравюре инструмента.

3.3 Определение напряженно-деформированного состояния зубчатого инструмента и упругих перемещений его гравюры в процессе холодного выдавливания.

3.4 Выбор материала зубчатого инструмента, способа его изготовления, режимов предварительной и окончательной обработки.

3.5 Оценка достоверности разработанной модели. Определение совместной доверительной области и оптимальных параметров инструмента.

3.6 Технологические и конструкторские рекомендации по проектированию зубчатого инструмента для холодного объемного выдавливания конических шестерен.

4. Влияние условий производства на выбор расчета напряженно-деформированного инструмента и точность получаемого изделия.

В современных машинах и механизмах основным методом привода их частей является вращательный. Применение другого вида движения связано со значительным усложнением конструкций, а следовательно и с ростом стоимости машин.

Вращательное движение передается с помощью всевозможных зубчатых передач, основным элементом которых являются зубчатые колеса.

Никакая статистика не сможет ответить на вопрос, сколько на настоящий момент работает зубчатых колес в автомобилях, тракторах, станках, летательных аппаратах. Имеются данные, что только в 1997 году в Германии было изготовлено более 46 миллионов штук одних мелкомодульных зубчатых колес.

В большинстве машин и механизмов встречаются десятки различных по конфигурации и типу зубчатых колес. Так в трансмиссии грузового автомобиля насчитывается 50-60 зубчатых колес, а токарного станка - 65-70.

Среди всего разнообразия зубчатых колес особо выделяется группа колес с торцевым и коническим зубчатыми профилями. Они достаточно широко распространены, поскольку условия размещения узлов машин часто требуют осуществления передачи вращения между пересекающимися или перекрещивающимися осями. Так, среди 600 зубчатых механизмов, описанных в классификации И.И. Артоболевского, в 56 встречается подобный тип зубчатых колес.

Помимо этих механизмов, подобные детали применяются в виде элементов различных торцевых муфт, патронов токарных и сверлильных станков, дрелей и прочих.

Во многих случаях срок службы машин и приборов определяется сроком службы зубчатых колес, работающих в наиболее сложных условиях эксплуатации по сравнению с другими элементами механизмов. А намеченный отечественным машиностроением курс на увеличение энергоемкости оборудования сопряжен с повышением скоростей вращения и ростом передаваемых мощностей, уменьшением веса и габаритов конструкций.

Решение этой задачи без значительного увеличения качества изготавливаемых зубчатых колес невозможно. Повышение качества зубчатых колес должно сочетаться при этом со снижением их себестоимости. Основным направлением для успешного решения возникшей проблемы является осуществление комплекса мероприятий по развитию и внедрению малоотходной технологии изготовления зубчатых колес, комбинированных методов их упрочнения, перехода на передачи с высокой твердостью поверхности зубьев.

В последние годы вместо малопроизводительных процессов нарезания зубчатых колес, требующих применения высококвалифицированного труда, дорогостоящих станков и инструментов, интенсивно изыскиваются методы их изготовления путем пластического деформирования. Доказано, что помимо экономии металла и повышения производительности труда, пластическое формообразование благоприятно влияет на качество изделий, повышает их прочность и износостойкость.

Под руководством академика А.И. Целикова созданы и успешно эксплуатируются в производстве принципиально новые агрегаты и установки для получения шестерен и других зубчатых изделий, близких по форме и размерам к готовым деталям.

ЦНИИМАШ впервые в практике мирового машиностроения на Конотопском электромеханическом заводе в 1952 году освоил процесс накатки цилиндрических шестерен с модулем 2,5 мм.

Минский завод запчастей с 1957 года изготавливает горячей объемной штамповкой целый ряд автомобильных и тракторных конических шестерен.

Большой вклад в дело разработки и освоения методов пластического деформирования зубчатых колес вносят сотрудники НИИ-Автопрома, Алтайского НИИ технологии машиностроения, НИИ-Техприбор, Нижненовгородского Государственного технического университета, Ижевского механического института, Новочеркасского политехнического института, ЗИЛа, ГАЗа, КрАЗа и других организаций.

Сейчас известно большое количество способов получения зубчатых деталей пластическим деформированием. Так, в патентной литературе приводится более тысячи различных предложений по изготовлению зубчатых венцов горячей объемной штамповкой, холодным выдавливанием, прессованием из порошка, накаткой и др. Многие из них имеют большую давность и так и не реализованы на практике, а подавляющее большинство зубчатых колес так и изготавливается по прежнему на основе применения процессов резания. Это вызвано тем, что традиционные методы обработки давлением не обеспечивают устойчивого получения в серийном производстве поковок, имеющих точный зубчатый профиль при высокой эффективности производства.

Объяснение этому можно найти в несовершенстве выпускаемого в России кузнечно-прессового оборудования, отсутствии достаточно надежных методов проектирования и изготовления зубчатого инструмента необходимой прочности и точности. Широкое внедрение же операций формообразования резанием можно объяснить тем, что уровень их развития на момент возникновения потреб5 ности в массовом производстве зубчатых колес достиг высокого совершенства и тем, что к этому периоду процессы резания достаточно укоренились в качестве основных на большинстве машиностроительных заводов.

Но полученные к настоящему моменту успехи в разработке новых малоотходных процессов обработки металлов давлением, использование зарубежного прецизионного оборудования, высокоточных и эффективных методов расчета, проектирования и изготовления сложнопрофильного инструмента, новых марок высокопрочных инструментальных сталей требуют коренного пересмотра вопроса о применимости холодного пластического деформирования для изготовления зубчатых колес.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Разработана обобщенная методика расчета прочности инструмента для обработки конических шестерен, учитывающая:

• Неравномерное распределение экстремальных контактных напряжений на гравюре зубчатого инструмента;

• Упругий характер взаимодействия зубчатой матрицы с охватывающей обоймой и опорной плитой;

• Упрочение материала заготовки в процессе деформирования;

• Неравномерное распределение механических характеристик в материале инструмента.

2. Разработана математическая модель расчета области эффективного применения инструмента , позволяющая определить с помощью критериев прочности матрицы и точности получаемых изделий рациональные параметры инструмента, обеспечивающие его надежную работу без поломок.

3. На основании исследования построенной математической модели напряженно-деформированного состояния инструмента получены уравнения регрессии, позволяющие производить оценку его работоспособности по критерию прочности.

4. Использование предложенных методик и моделей расчета рациональных параметров инструмента позволило расширить область эффективного применения метода холодного объемного выдавливания для изготовления конических зубчатых колес:

• По модулю выдавливаемого зуба - с 1,5 мм до 2,5 мм (для стальных изделий) и с 3 мм до 4 мм (для цветных сплавов);

• По наружному диаметру - до 120 мм;

• По исходному пределу текучести материала заготовки до 700 Мпа (для стальных) и до 20 Мпа (для цветных сплавов).

5. В результате проведенных экспериментальных исследований с применением поляризационно-оптического метода получены граничные условия и определены параметры рациональной запрессовки инструмента в обойму, составляющие 0,6-0,8 от высоты зуба матрицы, и оптимальная высота зубчатой матрицы , равная 3-6 высотам выдавливаемого зуба.

6. При выборе начальных условий решения поставленной задачи даны рекомендации по учету параметров реального производства, таких , как способ получения зубчатого профиля инструмента, вид финишной обработки его поверхности, исходная шероховатость поверхности заготовки, тип и технология применения смазочных покрытий.

7. Для эффективного использования разработанной методики при конструировании конкретных типов инструментов в условиях реального производства указанная выше методика представлена в виде диалоговой программы расчета на компьютере. В результате ее применения время расчета при конструировании зубчатой матрицы сокращено в 5 и более раз.

8. Использование на практике предложенной методики расчета напряженно-деформированного состояния инструмента позволяет:

• Увеличить прочность зубчатого инструмента на 20-40% за счет оптимального сочетания степени и места его запрессовки, высоты матрицы и жесткости опорной плиты;

• Повысить точность зубчатых венцов изделий в среднем на одну степень и достичь показателей 6-7 степени точности за счет коррекции гравюры инструмента на величину расчетных упругих перемещений.

1. Федоров Л.И. Точная штамповка зубчатых колес. Минск: Наука и техника, 1967.-315с.

2. Симонов А.А. Научно-техническая конференция «Применение пластического деформирования при изготовлении зубчатых колес и шлицев». Вестник машиностроителя, 1981, №2, с.73.

3. Виноградов В.М. Малоотходные технологии изготовления зубчатых колес резерв экономии металла. Автомобильная промышленность, 1986, №10, с.31.

4. На выставке «Автопром-84». Кузнечно-штамповочное производство, 1985, №10, с.36.

5. Шило Э.М. Опыт внедрения малоотходных технологических процессов в кузнечном производстве ПО «ЗИЛ». Кузнечно-штамповочное производство, 1986, №10, с. 11-12.

6. Fouderverhalten der massionuforming Grenzebereich der fchmiede-technic Hirschvogel M. VDI-Z, 1982, 124, №6.

7. Forging Technique Applied to party around the Transmission. "ISAE Rev", 1983, №10, s.82-91.

8. Prazionsschmedeu von Zahnradern. Schumarm R. "Autriebstechuik", 1983, №7, s.15-86.

9. Заявка Японии №59-153540. Способ полугорячей штамповки точных конических зубчатых колес (Авторское изобретение То-хакаи Ватеру).

10. Deutures de pignous saus reprise d'usinage: fabrication et fritte'-forge' etenforge'. LardetM. "Ing. automob", 1983, juil, s.35.11 .Prasissionssehmieden. Lindner Heinrich. "Werkstatt-and Betr", 1983, №100, s.116.

11. Forged straight bevel gears an overview. Benedict Dall K. "SAE Tech. Pap. Ser.", 1983, №88164, 6 p.p., i.ll.

12. Mitsubishi stell .Mfg. Techn. Rev., 1981, №1-2, p.81-82.

13. Problem of the perverse pinion part B. "Eng. Emd.", 1983, №2, 94.

14. Coldflone pressing solunionst Bergstron. Robin P. "Manif. Eng." (USA), 1983, №5(91), 71-73.

15. Nuoviprocessedi fabbricazion d'ingrenaggi a dentaturacome. "G. Off.", 1985, №2(30), 17-18.

16. Herstellung von verzahming stageuden werksluckeu durch kaltfliet -pressen. Leykamm. H. "Z. Werkstoffechu". 1982, №13, 299-304.

17. Барыкин И.П., Русанов Л.П., Петров М.Г. Новая технология холодной высадки корончатых гаек. Кузнечно-штамповочное производство. 1986, №8, с. 16-17ю

18. Полынский В.М. Изготовление конических зубчатых колес методами пластической деформации. В кн.: Прогрессивная технология производства конических зубчатых передач. Минск 1964, с.78-86.

19. Володин Н.И., Пигарев. Специальное оборудование для горячей штамповки. Кузнечно-штамповочное производство, 1982, №12 с.22-23.

20. Степура Ю.Г. Технологический процесс горячего накатывания зубьев конических колес. Автомобильная промышленность, 1986, №10, с.35.

21. А.С. СССЗ №925501. Устройство для накатывания зубчатых конических колес (автор изобретения Шляпин Б.И.).

22. Some basic problems of the rotary forging and its application. Peix-inghua, Zhou Decheng, Wang Zhougren. "Proc. 2nd Int. Couf. Rotary Metalwork Process, Strandfort upon - Avou., 6-8 oct., 1982", 81-90.

23. New rotary Metalworking processes developed in Poland. Z. Marcivi-ate, Zenon Kopacz. "Proc. 2nd Jut. Couf. Potary Metalwork Proses. Strandfort upon - Avou., 6-8 oct., 1982", Keiupston.

24. Заявка Японии №60-17050. Штамп для изготовления конических зубчатых колес, устанавливаемый на прессе для штамповки обкатыванием (авторское изобретение Шидзаки Иосиакиб Мусаси Сеймицу Коге).

25. Technologisho Molicheiten des Abwiilzpressens auf poluischeu Presse PXW. Plewihshi Andrzei "Uniformfechnick", 1985, №5, 204210.

26. Корягин H.A, Алексеев B.M, Васильев П.Е. Обработка технологии штамповки обкатыванием точных заготовок деталей. В кн.: Состояние и перспективы развития холодного и полугорячего объемного деформирования. Ижевск, 1982, с.13-14.

27. Уемов А.И. Системный подход и общая теория систем. М.: Мысль, 1978.-277 с.

28. Шаракшане А.С. Сложные системы. М.: Высшая школа, 1977. -247 с.

29. Янг Э. Прогнозирование научно-технического прогресса. М.: Прогресс, 1974.-586 с.

30. Автоматизация поискового конструирования (под ред. А.И. По-ловинкина.) М.: Радио, 1981. - 344 с.

31. Паршин B.C. Основы системного совершенствования процессов и станков холодного волочения. Красноярск: Красноярский университет, 1986. 192 с.

32. Кругликов B.K. Вероятностный машинный эксперимент в приборостроении. Л.: Машиностроение, 1985. - 247 с.

33. Зб.Завьялов Е.Е. Моделирование на ЭВМ. М.: МИИ. 1980. - 64 с.

34. Гун Г.С., Пудов Е.А., Иванова Л.Б. Оптимизация процессов обработки металлов давлением по комплексному критерию качества. Известия вузов. Черная металлургия, 1986, №10, с. 65-69.

35. Потапкин В.Ф., Сатонин A.B., Доброносов Ю.К. Математическая модель механических свойств и запаса пластичности меди и мед-но-цинковых сплавов при холодной прокатке. Известия вузов. Черная металлургия, 1986, №7, с.58-61.

36. Химмельблау Д. Анализ процессов статистическими методами. -М.: Мир, 1973.-957 с.

37. Гун Г.Я., Гун А.Я., Гудков В.И. Организация вычислительного процесса в диалоговой системе проектирования технологических процессов ОМД. Известия вузов. Черная металлургия, 1986, №7, с.65-68.

38. Левин А.И. Основы теории математических моделей объектов прикладной механики. В кн.: Машинное моделирование. - Л.: ЛДНТП, 1979.-96 с.

39. Лычев В.Ф. Об одном подходе структурно-модульного построения САПР ТП холодной штамповки. Кузнечно-штамповочное производство, 1986, №3, с. 10-11.

40. Калмыков Б.В., Чумаченко E.H., Ананьев И.Н. Способ задания граничных условий при решении задач ОМД. Известия вузов. Машиностроение, 1985, №12, с. 122-125.

41. Иванова B.C., Гордиенко Л.К., Геминов В.Н. Роль дислокаций в упрочении и разрушении металлов. —М.: Наука, 1965. 100 с.

42. Финкель В.М. Физика разрушения. Рост трещин в твердых телах. М.: Металлургия, 1970. - 376 с.

43. Griffith A.A. "Phil. Trans. Roy soc. L.". 1920-1921, A221, p.163.

44. Разрушение. T5. Расчет конструкций на хрупкую прочность. -М.: Машиностроение, 1977. 464 с.

45. Маньковский В.А. Упругопластичность разнопрочных материалов. Машиноведение, 1986, №1, с.78-85.

46. Маньковский В.А. Критерии повреждаемости и длительной прочности конструкционных материалов. Машиноведение, 1985, №1, с.87-94.

47. Часовник Л.Д. Передачи зацеплением, зубчатые и червячные. -М.: Машиностроение, 1969. 487 с.

48. Решетов Л.Н. Повышение несущей способности и долговечности зубчатых передач. М.: Машиностроение, 1968. - 288 с.

49. Серенсен C.B., Когаев В.П., Шнейдерович P.M. Несущая способность и расчеты деталей машин на прочность. — М.: Машгиз, 1963.-451 с.

50. Жириков Л.Б. Исследование процесса накатки зубчатых колес поляризационно-оптическим методом. Труды ВНИИМетМаш, 1968, вып. 22, с.204-217.

51. Решетников В.Ф., Грицай В.Н., Паскарь В.В. Поляризационно-оптическое исследование контактных напряжений при накатывании зубьев шестерен. Труды Краснодарского политехнического института, 1971, вып. 33, с. 125-136.

52. Седов Л.И. Механика сплошной среды. Т2. М.: Наука, 1973. -584 с.

53. Хамин О.Н, Глухов Ю.А., Трахтенберг Б.Ф. Выбор основных параметров полугорячего выдавливания штампового инструмента методом приближенного моделирования. Кузнечно-штамповочное производство. 1982, №4, с.23-24.

54. Глухов Ю.А., Хамин О.Н, Трахтенберг Д.Ф. Статическая интерпретация метода аналогии для процессов ОМ Д. В кн.: Теория расчета и конструирования деформирующего и формообразующего инструмента. - Куйбышев: КПТИ, 1981, с.21-23.

55. Статистические задачи отработки систем и таблицы для численных расчетов показателей надежности. М.: Высшая школа, 1975.-607 с.

56. Полухин В.П., Николаев В.А. Моделирование контактных напряжений при плоской прокатке и перерасчет с модели на натуру. Труды МИСиС, 1968, №47, с.264-272.

57. Лапин В.В., Сизов Ю.И. Контактные напряжения при прокатке треугольных шлицев. Труды ЛПИ, 1968, №229, с.50-55.

58. Сизов Ю.И., Лапин В.В. К анализу прокатки треугольных шлицев. Труды ЛПИ, 1969, №271, С.85-92.+

59. Лапин В.В., Писаревский М.И., Самсонов В.В., Сизов Ю.И. Накатывание резьб, червяков, шлицев и зубьев. Л.: Машиностроение, 1986.-228 с.

60. Чернышев В.В. , Зубарев Ю.М., Виноградов Л.В. Исследование напряженного состояния клиновой матрицы / Машиностроение и автоматизация производства : Межвузовский сборник . С.Пб ., СЗПИ, 1999 .

61. Чернышев B.B. , Сенчило И.А. , Виноградов JI.B. Повышение точности изготовления конических шестерен за счет оптимизации параметров инструмента . Инструмент и технологии , № 1 , 1999 .- с.30.

62. Szelagowski F., Bull, Acad. Polon. Sei. Ser. Sei. Techn. 11(1963), 187283.

63. Куликов B.C. Исследование распределения нагрузки и концентрации напряжений в зубчатых шлицевых соединениях авиационных двигателей. Автореферат дис. .канд.техн.наук. Уфа,1974.- 18 с.

64. Розин J1.A. Расчет гидротехнических сооружений на ЭВМ. Метод конечных элементов. JL: Энергия, 1971. - 214 с.

65. Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике. М.: Мир,1975.-239 с.

66. Сегерлинд JI. Применение метода конечных элементов. М.: Мир, 1979.-392 с.

67. Зенкевич О., Морган К. Конечные элементы и апроксимации. -М.: Мир, 1986.-318 с.

68. Розин JI.A. Метод конечных элементов в применении к упругим системам. -М.: Стройиздат, 1978. 129 с.

69. Писаренко Г.С., Яковлев А.П., Матвеев В.В. Справочник по сопротивлению материалов. Киев: Наукова думка, 1975. - 703 с.

70. Финни Д. Введение в теорию планирования эксперимента. М.: Наука, 1970.-287 с.

71. Рафалес-Ламарка Э.Э., Николаев В.Г. Некоторые методы планирования и математического анализа биологических экспериментов. Киев: Наукова Думка, 1971. - 148 с.

72. Геллер Ю.А. Инструментальные стали. М.: Металлургия, 1983. -527 с.

73. Позняк Л.А., Тишаев С.И., Скрынченко Ю.М. и др. Инструментальные стали. Справочник. М.: Металлургия, 1977. - 168 с.

74. Потак Я.М. Высокопрочные стали. М.: Металлургия, 1972. -208 с.

75. Хорошайлов В.Г., Поландонуло A.M., Шахнизаров Ю.В. Высокопрочные стали. Л.: ЛПИ, 1984. - 76 с.

76. Якобсон М.О. Технология станкостроения. М.: Машгиз, 1960. -548 с.

77. Белов B.C. Электротехническая обработка металлов. М.: Знание, 1985.-64 с.

78. Усов C.B., Двоздов Ю.Н., Белобрагин Ю.А., Щербина В.И. Комбинированные процессы электроэрозионного упрочнения для повышения ограниченной долговечности деталей машин. Вестник Машиностроения, 1986, №7.132

79. Лебедев М.Г., Смуров A.M. Особенности изготовления поковок конических шестерен с зубьями. Кузнечно-штамповочное производство, 1961, №11,с.15-18.

80. Лебедев М.Г., Смуров A.M. Штамповка вкладышей с зубьями. Кузнечно-штамповочное производство, 1962, №6, с.8-11.

81. Полынский В.М., Данильчик И.К. О стойкости вкладышей для штамповки конических шестерен с зубом. Кузнечно-штамповочное, 1966, №2.

82. Медведев Е.Д., Баранова М.В. Штамповка конических шестерен на кривошипных горячештамповочных прессах. Технология машиностроения, 1962, №12.

83. Применение новых методов выдавливания в производстве технологической оснастки /Под ред. А.И. Хыбемяги. Таллин, 1974. -193 с.

84. Новые малоотходные процессы выдавливания точных заготовок деталей с рельефной полостью /Под ред. А.И. Хыбемяги. Таллин: Эст. НИИГИ, 1981. - 168 с.

85. Хыбемяги А.И., Леснер П.С. Выдавливание точных заготовок деталей штампов и пресформ. М.: Машиностроение, 1986. - 152 с.

86. Шнейдер Ю.Г. Образование регулярных микрорельефов на деталях и их эксплуатационные свойства. Л.: Машиностроение, 1972.-240 с.

87. Чернышев В.В. , Зубарев Ю.М., Виноградов Л.В. Применении смазки «Графитол В- 310» для повышения эффективности использования формообразующего инструмента./Машиностроение и автоматизация производства: Межвузовский сборник. Выпуск 3.-С.Пб.,СЗПИ, 1999.

88. SUBROUTINE RASB1 (AL,EM,EN1,X,Y,DYl,HI,H2,H,TG)dimension x(14 0),y(140),tg(7) ,k(6)1. G (1) =SIN (al) /COS (al)

89. G(2)=SIN(2./3.*AL)/COS(2./3.*AL)

90. X(K14)=2.*DXl+6.*DX2+DX3*(11-9)1. CALL OVERFL (J4)1. PRINT 3,J41. X(63)=X(58)1. X(64)=X(5 9)1. X(65)=X(60)1. X(66)=X(49)1. X(67)=X(50)1. X(68)=X(51)1. DO 10 1=1,61. K16=68+1

91. X(K16)=X(68)+DX2*I X(7 5)=X ( 63) X(7 6)=X(6 4) X(77)=X(65) DO 11 11=1,7 DO 11 1=1,7 K17=70+I1+8*I

92. X(K17)=2.*DX1+DY1*TG(II)*I+DX2*(I1-1)1. X(86)=(X(92)+X(84))/2.

93. X(94) = (X(92)+X(100) ) /2.1. X(102)=(X(100)+X(108))/2.1. X(78) = (X(73)+X(84) )/2.

94. X(110) = (X(108)+X(116))/2.

95. X(118) = (X(116) +X (124 ) ) /2.

96. X(12 6)=(X(124)+X(132))/2.1. K(19)=133+11

97. X(K19)=2.*DX1+H3*TG(1)+H1/6.*(11-1) CALL OVERFL (J5) PRINT 3,J5

98. PRINT 12, (Y(I) ,X (I) ,I,1 = 1,140)

99. FORMAT (25X, * Y= \ F10 . 3, 10X, VX= N, F10 . 3, 5X, VI=\I4)1. RETURN1. END

100. OUTIN LOAD1 (TP,X,Y,DY1,HO,HK,HI,H2,H,TG,AL,SIV,DELY,EM,U)

101. DIMENSION Rll(140),R22 (140),U(280),X(140),Y(140),R(2),SX(10),TG(2)

102. DO 9 L=l,140 R (11)=0. R(22)=0.

103. CALL UPR1(40.,0.2,X,SIGE) CALL SMAXSI (X,Y,AL,SM) SMS=SIGE*SM

104. Rll(74)=-(SIGE*(Y(85)-Y(74))/2.) Rll(14 0)=-(SMS*(Y(14 0)-Y(133))/2.) DO 22 11=1,7 K=77+I1*8

105. Rll(K)=-(ABS(Rll(74))+(ABS(Rll(140))-ABS(Rll(74)))/7.*I1) R22(K)=R11(K) /(Y(85)-Y(74))*(X(74)-X(85)) R22(K)=R22(K)+TP*R22(K)

106. R2 2 (74) =-Rll (74)/(Y(85)-Y(74))*(X(74)-X(85)) R22(74)=-R22(74)*(l.+TP)

107. R22(14 0)=-Rll(140)/Y(140)-Y(133))*(X(133)-X(140)) R22(14 0)=-R22(14 0)*(l.+TP) DO 11 12=1,7 Kl=133+I2

108. R22 (Kl) =- (SIGE+(SMS-SIGE) / 7 . *I2) * (X (135) -X (134) )

109. R22(68)=SIGE*(Y(79)-Y (68))

110. Rll(68)=SIGE*(Y(79)-Y(68))1. Rll(Kl)=R22(Kl)*TP1. Rll(134)=R11(68)1. DO 12 13=1,61. K3=7 9+8*131. R22(K3)=R22 (68)1. DO 23 J=l,2801. U(J)=0.1. NQ=L1. R(1)=R11(L)1. R(2) =R22(L)1. DO 24 K=1,21.=(NQ-1)*2+K1. U(IC)=R(K)+U(IC)1. RETURN1. END

111. SUBROUTINE UPR(SIV,DELY,X,SIGE)

112. DIMENTION X(140) SIGY=SIV*(1.+DELY) EM=ALOG(ABS(1.+DELY)) EM=ABS(EM) A=SIGY*1./(EM**EM)

113. EPSI=ALOG(ABS(((X(77)-X(74))/(X(77)-X(140)))**2)) EPSI=ABS(EPSI)1. SIGE=(A*(EPSI**)+SIV)/2.

114. PRINT 20,SIV,DELY,EPSI,SIGE

115. FORMAT (10X, *SIGM=\F10.3,3X, * DEL=X , F10 . 3, 3X, SEI=\F10.3,3X, v SIGM(ESR)=*,F10.3)1. RETURN1. END

116. SUBROUTINE SMAXS(X,Y,AL,SM)

117. DIMENSION X(140), Y(140) SB=(X(77)-X(74))*2 H3=Y(140)-Y(74) H3SB=H3/SB

118. SM=1.3+0.2 9*H3SB-2.l*AL-0.004*H3SB**2+2.8*AL**2-0.17*H3SB*AL PRINT 5,SM

119. FORMAT (50X, " SIGM MAX = N,F10.3)1. RETURN1. END

120. SUBROUTINE KRILOV (X,Y,CD,TP,SV,SU1,H,H3,B1,E)

121. JSION X (14 0) , Y(14 0) ,TG(7) ,U(28 0) , P (7) , PG (4 ) , B (7) ,EY(7)

122. EL(7) ,EM(4) , A (4) DO 38 1=1,7 B(I)=0 . EY(I)=0 . EL=0 .1. B(1) =X(103)1. B(2)=X(136)1. B(3)=X(109)1. B(4)=X(77)1. B(5)=X(77)+B(1)1. B(6)=B(4)+B(2)1. B(7)=B(4)+B(3)1. CALL PNG (U,P,PG,TP)

123. EY(1)=B(1)*(H+H3/2.)**3./12.1. EY(2)=B(1)*(H+H3)**3./12.1. EY(3)=EY(1)1. EY(4)=B1*H**3./12.1. EY(5)=EY(1)1. EY(6)=EY (2)1. EY(7)=EY (1)1. ALYP=E1. DO 1 1=1,7

124. PG(3)=(PGS2+U(14 7)+U(279)) PG(7)=-PG(1) PG(5)=-PG(3)

125. PRINT 10,(P(I),PG(I),I,1=1,7) FORMAT (20X,2F10.3,5X,13) RETURN END

126. SUBROUTINE BDPNS(B,D,E,PU,K,NOP,X,Y,RL)

127. RL=X(II)*(Y(12)-Y(13))+X(l2)*(Y(13)-Y(II))+X(13)*(Y(II)-Y(12)) DO 9 1=1,3 DO 9 J=l,6 B(I,J)=0. DO 10 1=1,31. B(1,2*1-1)=S(2*1-1)/RL1. B(2,2*I)=S(2*I)/RL1. B(3,2*1-1)=S(2*1)/RL1. B(3,2*1)=S(2*1-1)/RL1. RETURN1. END

128. XJTINE BTDB (B, D , QEL, Hi, M, N)

129. DIMENSION D(M,M),B(M,N),QEL(N,N),H1(M,N) DO 1 1=1,M DO 1 J=1,N S=0.

130. DO 2 K=1,M S=S+D(I,K)*B(K,J) H1(I,J)=S DO 3 1=1,N DO 3 J=1,Ns=o.1. DO 4 K=1,M1. S=S+B(K,I)*H1(K,J)1. QEL(I,J)=S1. RETURN1. END

131. SUBROUTINE FMGS (NEL, N, L, K,NOP,QEL,Q,NU,M)dimension nop(1),qel(k,k),q(nu,m),ia(6) ka=1do 1 1=1,n do 1 j=1,lia(ka)=l*nop(n*(nel-1)+1)-l+jka=ka+1do 2 j=1,kjb=ia(i)do 2 j=1,kjc=ia(j)-jb+1if(jc.1)2,3,3q (jb, jc) =q (jb, jc) +qel (i, j)continuereturnend

132. SUBROUTINE FIXU(13,N3,Q,NU,M)dimention 13(n3),q(nu,m)do 1 1=1,n3ia=i3(i)do 3 j=2,mq(ia,j)=0.if(j-ia)2,2,3q(ia-j+1,j)=0.continueq(ia, 1)=1.returnend

133. SUBROUTIN ND2P (N, X, Y,NOP,E,PU)dimention u (1) ,x(1) , y (1) ,nop(l) ,uk(6),b(3,6),d(3,3) ,eps(3) ,sig(6)pu3=pue3=edo 6 k=1,ncall bdpns(b,d,e3,pu3,k,nop,x,y,rl) do 4 11=1,3 i=nop(3*(k-l)+11)do 3 12=1,2 .

134. SUBROUTIN UMMU (A,B, C ,M,N)dimension a(m,n) ,b (n) ,c(m) do 1 1=1,ms=o.do 2 j=1,ns=s+a (i, j) *b( j)c(i)=sreturnend1. КОНЕЦ

135. В диссертационный совет по месту защиты диссертации1. АКТо промышленном использовании результатов научных исследований

136. Настоящий акт составлен в том, что предприятием ОАО "Звезда" использованы методики и программы для расчета на ЭВМ оптимальных параметров зубчатых матриц для холодного выдавливания конических шестерен.

137. Определены оптимальные типоразмеры зубчатых колес, которые можно изготавливать данным методом с учетом технологических рекомендаций по повышению прочности инструмента, разработанных соискателем Чернышевым В.В.1. Руководитель предприятия-

138. УТВЕРЖДАЮ" Главный инженер ОАО "Пролетарский завод1. АКТоб использовании методики расчета зубчатого инструмента для холодного выдавливания зубчатых колес

139. Данные методики позволяют находить оптимальные параметры зубчатого инструмента, исходя из условий максимальной прочности и минимальной упругой деформации гравюры матрицы.