автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.01, диссертация на тему:Разработка инструментов и технологии формообразования металлополимерных колес спироидных передач

На правах рукописи

ПОПОВА Елена Ивановна

РАЗРАБОТКА ИНСТРУМЕНТОВ И ТЕХНОЛОГИИ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ МЕТАЛЛОПОЛИМЕРНЫХ КОЛЕС СПИРОИДНЫХ ПЕРЕДАЧ

Специальность: 05.03.01 — Технология и оборудование механической и физико-технической обработки

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ижевск-2004

Работа выполнена в Институте механики ГОУ ВПО «Ижевский государственный технический университет»

Научный руководитель: заслуженный деятель науки РФ, доктор

технических наук, профессор Гольдфарб В.И.

Официальные оппоненты:

заслуженный деятель науки РФ, доктор технических наук, профессор Сызранцев В.Н.

доктор технических наук, профессор Сентяков Б.А.

Ведущая организация:

ИНИТИ «Прогресс»

Защита состоится «21» «октября» 2004 г. на заседании диссертационного совета Д 212.065.02 ГОУ ВПО «Ижевский государственный технический университет» по адресу: 426069, г. Ижевск, ул. Студенческая, 7, ИжГТУ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ижевского государственного технического университета

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью организации, просим направлять по адресу: 426069, г. Ижевск, ул. Студенческая, 7, ИжГТУ, диссертационный совет Д 212.065.02, ученому секретарю.

Автореферат разослан «_» «_

»2004 г.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Совершенствование методов изготовления изделий, имеющее целью повышение производительности и качества обработки, всегда является актуальной задачей для всех отраслей техники.

Среди изделий машиностроения, нашедших чрезвычайно широкое применение, большое место занимают зубчатые передачи, которые во многих случаях определяют такие важнейшие показатели машин как надежность, долговечность, динамические характеристики, масса, экономичность. При большом разнообразии зубчатых передач выбор методов формообразования их зубьев достаточно ограничен, что связано с особенностями их геометрии и условиями конкретного применения. В любом случае при выборе метода изготовления ставится задача обеспечения приемлемой производительности и высокого качества передачи.

Одним из направлений развития зубчатых передач является выбор новых материалов для их изготовления, позволяющих улучшить такие показатели, как масса, технологичность изготовления, прочность, и другие. Среди этих материалов заметную роль играют полимерные материалы, которые заняли прочное место в технике зубчатых передач, несмотря на ряд присущих им недостатков - ограниченную стойкость к повышенным температурам, сравнительно низкую нагрузочную способность, существенные колебания усадки, низкую теплопроводность. Их широко применяют там, где не требуется высокая нагрузочная способность, но актуальными являются способность передачи эксплуатироваться без смазки, существенное уменьшение массы изделия, возможность использования современных высокопроизводительных методов производства, таких, как литье под давлением, штамповка, повышенные требования к шуму, коррозионной стойкости, износостойкости, способность надежно работать в вакууме или в условиях низких давлений. Указанные достоинства обусловили достаточно широкое применение различных полимерных материалов для самых разнообразных видов зубчатых передач — цилиндрических, винтовых, червячных, планетарных и других.

Среди зубчатых передач с перекрещивающимися осями одной из перспективных, обладающей целым рядом достоинств, является спироидная передача, которая относится к передачам типа червячных по способу изготовления и особенностям геометрии зацепления, но является, как гипоидная, передачей 3 класса по геометрическим признакам - зона зацепления смещена по отношению к межосевой линии передачи вдоль осей обоих звеньев.

В настоящее время известны многие разновидности спироидных передач, выполнено большое количество исследований в области геометрии зацепления, прочности, технологии изготовления, применения, конструирования и проектирования, в том числе автоматизированного, однако металлополимерная спироидная передача практически не изучена.

Имеющиеся данные о применении полимерных материалов для

| Г'0С-1'"'»ПнмКТГГ

/ биельотгадя

I_^оэ^Ы

спироидных передач не раскрывают эту проблему в достаточной степени, в то время, как особенности геометрии и кинематики зацепления спироидных передач (большой коэффициент перекрытия, большие значения приведенных радиусов кривизны, благоприятное расположение контактных линий и другие), специфическое расположение зубьев колеса на его торцовой поверхности делают эту проблему привлекательной и актуальной с различных точек зрения - эксплутационной, технологической, экономической.

Целью настоящей работы является разработка технологии формообразования зубьев пластмассовых спироидных колес и инструментов, обеспечивающих высокую производительность обработки и требуемое качество зацепления в передаче.

Задачи работы:

- обобщение известных данных об использовании полимерных материалов и методов их обработки применительно к зубчатым передачам, обоснование целесообразности применения и выбора пластмасс для изготовления колес спироидных передач;

- разработка принципиальной технологической схемы изготовления пластмассовых спироидных колес на основе механической и физико-технической обработки;

- построение математической модели зуба реального пластмассового спироидного колеса с учетом технологических погрешностей изготовления, решение задачи технологического синтеза по расчету параметров наладки, обеспечивающих необходимую модификацию зуба для компенсации погрешностей и достижения требуемого качества контакта в передаче;

- проектирование, изготовление и контроль инструментов, реализующих разработанную технологию формообразования зубьев пластмассовых спиродных колес;

- обоснование конструкции и изготовление пластмассовых спироидных колес, испытание спироидных редукторов с этими колесами при различных режимах нагружения;

- разработка рекомендаций по проектированию спироидных передач с металлополимерными колесами, инструментов и технологии их изготовления.

Научная новизна работы.

Основным научным и практическим результатом работы является доказательство принципиальной возможности и эффективности формообразования зубьев металлополимерных колес спироидных передач методом копирования и работоспособности этих передач при различных режимах нагружения.

Новыми научными результатами являются:

- принципиальная схема изготовления инструментов и формообразования зубьев металлополимерных спироидных колес, состоящая из взаимосвязанных этапов, реализующих последовательно изготовление

резцов-летучек, нарезание колес-электродов, выжигание матрицы электроэрозионным методом, литье под давлением спироидных колес, при этом на каждом предыдущем этапе изготавливается инструмент для последующего;

- математическое обеспечение для решения задачи технологического синтеза передачи, включающее в себя: математическую модель поверхности зуба реального спироидного металлополимерного колеса с учетом погрешностей, возникающих при изготовлении инструментов и самих колес; алгоритм решения задачи анализа контакта зубьев в реальной передаче и расчета таких наладок, которые на первых этапах реализации указанной выше принципиальной схемы (изготовление резцов-летучек и нарезание колес-электродов) обеспечивают необходимую модификацию зубьев пластмассового колеса и требуемое качество контакта в передаче;

- результаты контроля инструментов и металлополимерных спироидных колес, показавшие превалирующую роль систематических погрешностей изготовления и закономерности их изменения;

- результаты испытаний спироидных редукторов с металлополимерными колесами, позволившие получить оценки их основных эксплутационных показателей (нагрузочной способности и КПД) и установить, что лимитирующим критерием прочности пластмассового спироидного колеса является срез зубьев; предложена методика расчета прочности спироидной передачи с металлополимерными колесами по напряжениям среза, которая дает достоверные результаты, сопоставимые с полученными экспериментальными данными.

Методы исследования: теоретические исследования проводились на базе основ технологии машиностроения и обработки полимерных материалов, теории зубчатых зацеплений, математического моделирования, обработки материалов давлением, прочности материалов.

Экспериментальные исследования проводились на основе разработанных автором и стандартных методик лабораторных испытаний с использованием испытательного оборудования Института механики ИжГТУ и Словацкого технического университета в Братиславе. Контроль формы изделий и инструментов проводился на контрольно-измерительной машине с ЧПУ и универсальном оборудовании. При численных исследованиях, расчетах, проектировании, построении твердотельных моделей и обработке экспериментальных данных использовалось следующие программные системы: "SPDIAL+", SolidWorks, Компас, Excel.

Практическая ценность работы заключается в реализации полученных научных результатов при изготовлении инструментов и металлополимерных колес спироидных передач. При этом разработаны рекомендации по: проектированию как инструментов, так и самих передач; выбору режимов обработки на различных этапах технологической схемы; установке инструментов при нарезании колес-электродов и изготовлении формообразующей матрицы.

Практическую ценность представляют также: результаты контроля инструментов и колес, дающие конкретную количественную информацию о величине погрешностей, возникающих на различных этапах изготовления; результаты численных исследований, дающие необходимые данные для выбора значений параметров наладки при изготовлении инструментов и спироидных колес; результаты испытаний спироидных редукторов с металлополимерными колесами, положенные в основу рекомендаций по проектированию и режимам эксплуатации редукторов.

Результаты работы внедрены в практику проектирования, изготовления спироидных редукторов в УНПЦ «Механик», а также в учебный процесс в Институте механики и на кафедре ТРП ИжГТУ.

Работа выполнялась в рамках проектов Федеральной Целевой Программы «Интеграция», инновационной программы министерства образования РФ «Прогрессивные зубчатые передачи», проекта «Создание гаммы механических приводов нового поколения» подпрограммы «Инновации», а также международной программы «Передачи и трансмиссии»

Апробация работы. Основные результаты работы были доложены на следующих научных и научно-практических конференциях:

- международной научно-технической конференции, посвященной 50-летию ИжГТУ в г. Ижевске в 2002 г.;

- международной научно-технической конференции «Информационные технологии в инновационных проектах» в г. Ижевске в 2003 г.;

- научно-технической конференции с международным участием «Теория и практика зубчатых передач» в г. Ижевске в 2004 г.

- на научном семинаре «Прогрессивные зубчатые передачи» в Новоуральске 2003 г.

- научно-технических семинарах Института механики ИжГТУ в 20012004гг.

Публикации. По тематике диссертации опубликовано 6 печатных работ, материалы диссертации включены в 3 научно-технических отчета по инновационным проектам.

Диссертация структурно содержит введение, 4 главы, заключение и список использованной литературы, содержащей 181 источник.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цель и задачи исследования, показана научная новизна и практическая ценность, описана структура работы и приведено краткое описание содержащегося в главах материала.

В первой главе обсуждаются общие тенденции применения полимерных материалов для изготовления зубчатых передач. Выполнен обзор существующих конструкционных пластиков. На основе данных, содержащихся в работах В.А. Белого, В.Е. Старжинского, В.И. Филатова, а также ряда справочных источников построена классификационная схема

пластмасс, подразделенных по различным признакам - способу получения, по поведению в нагретом состоянии, по применению (рис. 1.). Проанализированы, физико-механические и технологические свойства полимерных материалов, необходимые для изготовления зубчатых колес, приводится сопоставление свойств конструкционных пластиков со свойствами металлов и их сплавов и сравнение характеристик зубчатых колес из различных марок полимеров. Подробно рассматриваются основные методы формообразования пластмассовых зубчатых колес, такие как, литье под давлением, прессование, экструзия, центробежное и центробежно-вакуумное литье, механическая обработка резанием, полимеризация, в форме, горячая накатка, протягивание и прошивание, нанесение тонкослойных покрытий. На основе рассмотрения особенностей геометрии и кинематики зацепления- спироидных передач (большой коэффициент перекрытия, повышенные скорости движения контактных линий по каждой из контактирующих поверхностей зубьев, большие значения приведенных радиусов кривизны, специфическое расположение зубьев спироидного колеса — на торцовой поверхности), показаны перспективы применения полимерных материалов для вышеуказанных передач.

Отмечен большой вклад В.И. Гольдфарба, Н.С. Голубкова, А.К. Георгиева, А.С. Кунивера, ВА Ганыпина, Е.С. Трубачева, С.В. Езерской, С.А Лагутина, В.А. Модзелевского, A.M. Фефера, В.Н. Анферова, С.Д. Маньшина, А.И. Абрамова, Д.В. Кошкина, О. Saari, W.D. Nelson и многих других в развитие теории и практики проектирования, исследования, освоения производства и внедрения спироидных передач. Приводится анализ известных результатов проводившихся ранее испытаний спироидных передач с полимерными колесами, нарезанными спироидными фрезами. Сформулированы основные направления исследований.

Вторая глава посвящена принципиальным вопросам построения технологии формообразования зубьев пластмассовых спироидных колес. При этом основное внимание в главе уделено разработке схемы изготовления колес и созданию математического обеспечения для решения задач проектирования инструмента с учетом систематических погрешностей, возникающих на этапах упомянутой схемы изготовления.

Показано, что перспективным с точки зрения повышения производительности и качества обработки является метод копирования для формообразования зубьев пластмассовых спироидных колес, в качестве конкретного способа для реализации метода копирования используется литье под давлением. Принципиальная схема изготовления может быть представлена состоящей из следующих этапов:

- изготовление резцов-летучек для нарезания чернового и чистового электродов;

- нарезание указанных электродов резцами-летучками на универсальном зубофрезерном оборудовании;

- выжигание электроэрозионным методом формообразующей матрицы;

- изготовление пластмассового спироидного колеса методом литья под давлением.

Отмечено, что из-за неизбежно возникающих на каждом этапе случайных и систематических погрешностей изготовления, в том числе ошибок электроэрозионной обработки и усадки пластмассы, могут существенно измениться размеры и форма зубьев колес и резко ухудшиться качество контакта в передаче. В связи с этим необходима разработка таких математических моделей зубьев колес, на основе которых можно строить процесс проектирования инструментов с учетом указанных ошибок и обеспечивать выбор таких инструментальных наладок, при которых достигаются приемлемые размеры и положение пятна контакта зубьев в передаче.

Математическая модель боковой поверхности зуба идеального спироидного колеса, сопряженного с червяком может быть представлена в системе координат Б^Хг.УгА), жестко связанной с колесом в следующем виде:

г = Я 77777 + Рг (агся +В1,

(х2 + У2)рги„ + ргуа-х2(^х2 + у2 )ща„ -(х1 +у3)(х + а„) х2=гсю<р}+(х + а„)5т1р}, 1 Уз =(х + аг)со!<р2 -21т<р3 +

=У> 1

Ч>2=<Р1/и12-

где (1,а) - уравнение винтовой поверхности витков червяка в неподвижной системе - осевой профиль витков червяка; -

уравнение зацепления, - угол осевого профиля витков червяка в текущей точке:

(1,с) формулы перехода из S в S2; <pi, Ф2 - углы поворота соответственно червяка и колеса, U|j - передаточное отношение передачи, а„, - межосевое расстояние, рг- винтовой параметр поверхности витков.

Боковую поверхность зуба колеса удобно представить в виде системы точек, принадлежащей некоторой регулярной сетке, узлами которой могут быть, например, точки пересечения поверхности (1) с плоскостями Z2=y=const, перпендикулярными к оси колеса, и цилиндрами

ri ~ 4х22 +Уг2 = constt соосными с колесом. В этом случае к (1) следует добавить z2=const, r2=const.

Указанная выше регулярная сетка определяет идеальную поверхность зуба спироидного колеса. Положение точек реальной поверхности, зуба с

учетом суммы уравнением:

погрешностей, указанных выше, определится

Г2Р +

(2)

Реально погрешности удобно задавать в виде добавочных (положительных или отрицательных) углов поворота точек зуба колеса, вызванных каждой из действующих погрешностей 8,. В этом случае уравнение (2) примет вид:

(3)

Реальные значения погрешностей Ав21 на каждом технологическом переходе могут быть получены в процессе соответствующих измерений. Однако ряд из них могут быть с достаточной степенью точности спрогнозированы заранее на основании имеющегося опыта анализа точности электроэрозионной обработки и также прогнозируемой величины усадки того или иного полимерного материала.

Для компенсации упомянутых выше погрешностей и обеспечения необходимого качества контакта в передаче вводятся модифицирующие отклонения боковой поверхности зуба колеса путем выбора соответствующих инструментальных наладок на этапе нарезания электродов резцами-летучками. Расчет указанных наладок - основная задача технологического синтеза передачи. При этом необходимо обеспечить выполнение ряда локальных условий, которые формализуются в виде следующей системы нелинейных уравнений:

г1(и1,е1,ч/|,ч>1,А<".^".....рГ,,)=г2(и5,е1,ч/г,ф2,р;г).р<:'.....Р\»у,

где неизвестные: - параметры - криволинейные координаты

производящей поверхности для червяка (колеса), - угол поворота

червяка (колеса), - фаза станочного зацепления при обработке зубьев червяка (колеса), р'ц2) - параметры наладки при обработке зубьев червяка (колеса).

Первые два векторных уравнения системы (4) требуют совпадения радиусов-векторов расчетных точек рабочих поверхностей и ортов нормалей е^ в них. Третье и четвертое уравнения есть уравнения станочных зацеплений при обработке зубьев червяка и колеса соответственно. Уравнения /„ обусловливают положение расчетной точки на зубе, а также такие локальные показатели' качества локализованного контакта, как размеры, ориентация и скорость перемещения контактной площадки, и ряд других.

Кроме того, для оценки влияния погрешностей изготовления звеньев передачи- и модифицирующих отклонений на качество зацепления- в спироидной передаче с пластмассовыми колесами необходимо выполнить анализ контакта зубьев и выбрать метод модификации зубьев в спироидной передаче с пластмассовым колесом (рис. 2.).

сопряженная (главная) поверхность Пгс

модифицированная (номинальная) поверхность Пгжи

а) б) в)

Рис. 2. Модификация зуба спироидного колеса: а — профильная; б—продольная; в - модификация в обоих направлениях.

Последовательность расчета при анализе контакта зубьев может быть следующей:

/. Расчет сеток точек сопряженных поверхностей с учетом уравнения зацепления:

2. Добавление погрешностей и получение моделей реальных рабочих поверхностей.

Координаты точек рабочих поверхностей с учетом ошибок, включающих погрешности изготовления и монтажа и упругие деформации элементов привода:

^lij ~~ Xly ном, у 1 ,j УЪ) homj — Zjij ном + ÄZjy,

Г2кш=Г2Ьпж)м» 22кп,= г2ктном> ©2 km = ©2 кт кои + А©2 km- (5)

3. Преобразование координат — определение сетки точек червяка в координатах Г2, Z2, ©i-

£i(x,, Уь Zi) -> Ii (Г2, Z2,©2) (6)

4. Определение регулярной сетки точек червяка в координатах г2, &}■

Внутри каждой ячейки сетки червяка поверхность аппроксимируется некоторой выбранной функцией ©2 (i) = ©2 (1) (г2, Z2) подходящего вида, параметры которой определяются через координаты в узлах сетки

червяка. Для узлов сетки точек червяка в параметрах г2 И Z2 определяются значения ©2:

©2(1) km = ©гшОгЬ z2m)>

(7)

5. Расчет разницы Д©2 координат узлов сеток червяка и колеса при фиксированных значениях п и Zj\

A02km= ©2 km ©2(1) km

(8)

6. Определение минимальной разницы иззначений AQi-

A02mm = min (Д©2кт).

(9)

7. Расчет приведенного зазора S^:

Skm = Г2к (А©2кт ~ A@2m.nX ( Ю)

8. Оценка мгновенных площадок контакта.

9. Нагруженные узлы сетки образуют мгновенную площадку контакта. При анализе зацепления без учета нагрузки можно принять - если значение приведенного зазора не превышает заданной величины, то точка принадлежит площадке контакта (эту величину можно принять равной 0,006 Vm7, где тх - осевой модуль червяка). Заметим, что для пластмассовых колес, зубья которых имеют высокую податливость, эта величина может быть значительно большей.

9. Оценка кинематической погрешности Афг передачи. Для оценки'

кинематической погрешности передачи необходимо выполнить вычисления по пп. 2-8 при фиксированных углах ф| поворота червяка в желаемом диапазоне и найти разность соответствующих величин

Д<р2= шах[Д©2т,„(ф|т,п...ф|тЮ1)]-т!п[А02т1„(ф|т,„...(р1ти)], (11)

10. Определение суммарного пятна контакта.

При каждом фиксированном ф| имеются площадки контакта пар «виток-зуб» («отпечатки» витков червяка на зубьях колеса). Размеры этих площадок важны сами по себе, как исходные данные для расчета передачи с пластмассовым колесом на прочность. Совокупность таких площадок на одном взятом зубе образует пятно контакта.

По указанному алгоритму с помощью САПР "SPDIAL+" выполнены численные исследования влияния изменений параметров наладки (а* — межосевого расстояния, 2 - межосевого угла, т„ - модуля, (Xro, cclo - углов профиля, d,i - диаметра вершин витков спироидного червяка) на величину и положение приведенных зазоров в передаче. Полученные результаты дают возможность оценить воздействие коррекции параметров наладки в совокупности с учетом погрешностей, возникающих в процессе изготовления пластмассового спироидного колеса, на положение пятна контакта в передаче.

В третьей главе рассматриваются вопросы проектирования, изготовления, контроля инструментов, оснастки, самих металлополимерных спироидных колес из пластмасс для реализации представленной схемы.

Следует отметить, что резцы-летучки имеют некоторые особенности (рис. 3.), обусловленные рядом конструктивных отличий пластмассовых спироидных колес от металлических (большая толщина зуба колеса, отличные от обычных углы профиля). Кроме того, при проектировании резцов учтены межэлектродные зазоры, которые обязательно должны быть предусмотрены при электроэрозионной обработке.

ЯнмщмяляЛящюеагдмйжшятяжа

Одним из вопросов обеспечения качества поверхности матрицы является скоординированная взаимная установка чернового и чистового электродов-инструментов. При этом необходимо обеспечить идентичность установки электродов при их нарезании и при их установке в цанговом патроне электроэрозионного станка.

Для того, чтобы зафиксировать угловое положение электродов при нарезании в конструкции оправки и электрода- инструмента предусмотрен дополнительный элемент - штифтовое отверстие (рис. 3.). Центрирования

Рис. 3. Фрагмент чертежей инструментов ! и 2 порядка

электродов по толщине зуба можно добиться при помощи совмещения расчетной оси чернового резца-летучки относительно чистового. При обработке на зубофрезерном станке проводится сначала обработка чернового электрода, затем черновой резец заменяется чистовым без размыкания кинематической цепи станка. Совмещение расчетных осей резцов осуществляется на оптикошлифовальном станке. Что касается центрирования электродов на электроэрозионном станке, перед выжиганием угловое положение электродов выверяется по лыскам (рис. 3.) при помощи индикатора. Аналогично обработке резанием, при электроэрозионном выжигании матрицы для изготовления пластмассовых колес целесообразно применять предварительную и окончательную обработку (электроимпульсный режим для предварительной обработки, электроискровой для окончательной). Предварительная обработка в электроимпульсном режиме позволяет удалить наибольший слой металла, однако поверхность не имеет требуемого качества. При чистовой обработке в электроискровом режиме производится окончательная доводка формообразуемой поверхности до требуемой точности и шероховатости.

Разработана конструкция пресс-формы для изготовления пластмассовых спироидных колес методом литья под давлением (рис. 4.).

Рис. 4. Фрагмент сборочного чертежа пресс-формы для получения спироидаого пластмассового колеса методом литья под давлением

В предложенной принципиальной схеме изготовления пластмассовых спироидных колес пресс-форма имеет зубчатую формообразующую матрицу - зубчатое кольцо, с помощью которой формируется зуб на поверхности колеса (метод копирования), одновременно с образованием зубьев происходит соединение арматуры - ступицы с зубчатым венцом. Спироидные пластмассовые колеса изготавливались из четырех различных марок полиамидов: ПА 610, ПА 610 литьевой+5% графита, ПА6-210/311, ПА6-210-КС. Режимы переработки этих материалов отличаются незначительно.

Большое место уделено вопросам контроля инструментов и изготовленных металлополимерных спироидных колес, часть параметров которых (торцевое биение зубьев, отклонение шага) контролировалось на измерительном оборудовании Института механики (универсальной зубоизмерительной установке БВ-584М) остальные параметры (продольная линия зубьев, толщина) измеряются на координатно-измерительной машине

(КИМ) «PRISMO» с щуповой головкой VAST® фирмы «CARL ZE1SS». Полученные результаты контроля, часть которых представлена на рис. 5.-6. показали достаточно большие погрешности изготовления пластмассовых спироидных колес. Найденное таким образом поле погрешностей является исходной информацией для решения задачи технологического синтеза, в процессе которого необходимо найти значения станочных наладок, обеспечивающие необходимую для получения приемлемого контакта в передаче модификацию боковых поверхностей зуба колеса.

Результаты решения данной задачи в виде полей модификаций, представленных линиями уровней зазоров по обеим сторонам зуба, показаны на рис. 7.

г:

¡ г» I ¿И

tri ПТР

"•«•••■«к. .

; ¡ИГ*• ¡я1 .¡fh'ti W i.M- 'и I ; ''¡¡I 111:! !•! !i' 'ü!;. .I'M.1 -1: ! •

Рис.7. Положение линий уровней зазоров, определяющих положение пятна контакта в металлополимерной спироидной передаче для параметров наладки, найденных с помощью

САПР «8Р01АЬ+»

В четвертой, главе рассматриваются вопросы проектирования, испытания и эксплуатации спироидных редукторов с колесами из пластмасс. Испытания проводились на стенде с разомкнутой схемой нагружения рис. 8 по плану, включающему в себя динамические испытания и испытания на

прочность пластмассовых спироидных колес при их статическом нагружении. Основной целью испытаний было установление уровня нагрузочной способности спироидных передач с колесами из полимерных материалов, а также причин разрушения зубьев пластмассовых спироидных колес. Часть полученных результатов испытаний показана на рис. 9. Установлено, что во всех случаях основной причиной выхода передач из строя был срез зубьев (рис. 10).

Рис 8. Испытательный стенд Института механики

Выполненные расчеты напряжений среза на основе проведенного комплекса испытаний дали достаточно высокое совпадение с результатами теоретического расчета прочности зубьев на срез (несовпадение результатов не превышало 30%) и позволили считать указанный критерий основным для проектного расчета передачи с металлополимерным колесом.

Рис 10 Разрушение зубьев полимерного спироидного колеса (материал ПА-610+5%графнта)

Выполненные исследования позволили сформулировать практические рекомендации, которые затрагивают вопросы проектирования и

изготовления металлополимерных спироидных колес, формообразующих инструментов, технологическо-измерительной оснастки, редуктора и его эксплуатации.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ В итоге выполнения настоящей диссертационной работы, посвященной разработке технологии формообразования и инструментов для изготовления спироидных колес из полимерных материалов, получены следующие основные результаты.

1. Обобщение известных данных об использовании полимерных материалов для изготовления зубчатых передач, физико-механических, технологических свойств конструкционных пластиков и особенностей геометрии и кинематики зацепления спироидных передач позволило установить, что такие геометро-кинематические достоинства зацепления спироидных передач, как повышенные значения приведенных радиусов кривизны, коэффициента перекрытия, скоростей движения контактных линий по контактирующим поверхностям, способствующих лучшему теплоотводу из зоны контакта, создают благоприятные условия для применения конструкционных пластиков в качестве материала спироидного колеса. Торцовое расположение зубьев спироидного колеса дает возможность выбрать рациональный с технологической и эксплутационной точек зрения способ формообразования зубьев металлополимерных спироидных колес методом литья под давлением, обеспечивающий повышение производительности при изготовлении колес и структурную целостность полимерного материала. При этом в качестве предпочтительных пластиков выбраны такие, как ПА-610, ПА-610 литьевой с добавлением 5% графита, ПА6-210/311, ПА6-210-КС.

2. Разработана принципиальная схема изготовления инструментов и металлополимерных спироидных колес, состоящая из строго упорядоченной последовательности этапов, связанных с проектированием и изготовлением резцов-летучек, нарезанием колес-электродов, электроэрозионной обработки матрицы, формообразованием зубьев металлополимерного спироидного колеса литьем под давлением. Выполнен прогноз погрешностей, возникающих на всех этапах изготовления и которые необходимо учитывать при проектировании резцов-летучек и расчете параметров наладки при изготовлении колес-электродов для обеспечения необходимой модификации зубьев инструментов и, в итоге металлополимерных колес.

3. Построена математическая модель зуба реального полимерного спироидного колеса, учитывающая систематические и случайные погрешности, возникающие в процессе изготовления инструментов и самих колес, на базе этой модели разработан алгоритм анализа контакта зубьев в реальном спироидном зацеплении. Выполненные численные исследования влияния параметров наладки на положение поля модификаций зубьев колеса позволили сделать вывод, что для эффективного управления положением пятна контакта в передаче предпочтительно изменение таких параметров

наладки, как станочные межосевой угол Е, межосевое расстояние а,,, углы профиля витков и диаметр производящего и рабочего червяков.

4. Спроектированы, изготовлены и проконтролированы инструменты для реализации этапов принципиальной схемы изготовления металлополимерных спироидных колес. Показано, что для получения требуемого качества поверхности зуба матрицы для формообразования спироидного колеса необходима ее двухступенчатая электроэрозионная обработка в электроимпульсном (черновая) и электроискровом (чистовая) режимах, что, в свою очередь потребовало проектирования и изготовления чернового и чистового инструментов (резцы-летучки, электроды). Предложены решения для обеспечения идентичности установки чернового и чистового инструментов при их нарезании и при электроэрозионной обработке матрицы.

5. Изготовлены образцы металлополимерных спироидных колес из 4 видов пластиков. Результаты контроля колес:

- показали превалирующую роль систематических погрешностей, возникающих при электроэрозионной обработке матрицы для формообразования колес и вызываемых усадкой пластмассы при литье под давлением; при этом обнаружено, что суммарная погрешность зуба практически линейно увеличивается с увеличением радиуса колеса;

- позволили с использованием математической модели поверхности зуба колеса построить его реальную численную модель, на основе которой в процессе решения задачи технологического синтеза найдены численные значения вышеуказанных параметров наладки (п. 3.), обеспечивающие необходимую для компенсации погрешностей модификацию зуба колеса;

- подтвердили известную информацию, что погрешности, связанные с усадкой полимерного материала при литье колес под давлением, зависят от марки этого материала (погрешности графито- и стеклонаполненных полимеров ниже, чем для полиамида без наполнителя); при этом получены уточненные значения усадок для конкретных материалов.

6. Выполнены экспериментальные исследования спироидных редукторов с металлополимерными колесами в статическом и динамическом режимах нагружения, позволившие:

- оценить уровень нагрузочной способности спироидных передач с металлополимерными колесами и влияние температуры на прочностные характеристики колес;

-установить, что лимитирующим критерием разрушения указанных колес является срез зубьев. Предложена методика расчета зубьев на прочность по напряжениям среза, которая дала достаточно высокое совпадение расчетных и экспериментальных результатов (несовпадение результатов не превышает 25..30%) и рекомендована для расчета указанных передач на прочность.

7. Полученные данные и рекомендации, сформулированные на основе исследований, проектирования, изготовления, контроля и испытаний спироидных передач с металлополимерными колесами внедрены в практику

проектирования, изготовления спироидных редукторов в УНПЦ «Механик», а также в учебный процесс в Институте механики и на кафедре ТРП ИжГТУ. Промышленное внедрение опытной партии редукторов, изготовленных в УНПЦ «Механик», подтвердило перспективу их промышленного производства.

Основные результаты диссертации изложены в следующих публикациях автора:

1. Попова Е.И. Обоснование изготовления металлополимерного спироидного колеса // Современные информационные технологии. Проблемы исследования, проектирования и производства зубчатых передач. Сборник докладов международного научного семинара. Ижевск, 2001. С. 274-277.

2. Попова Е.И. Некоторые проблемы изготовления формообразующего инструмента пресс-формы для производства пластмассовых спироидных колес // Пространство зацеплений. Сборник докладов научного семинара Учебно-научного центра зубчатых передач и редукторостроения. Ижевск-Электросталь, 2001. С. 175-183.

3. Попова Е.И. Проектирование и изготовление инструмента для получения полимерного спироидного колеса методом копирования // Материалы международной научно-технической конференции, посвященной 50-летию ИжГТУ, 2002г. Часть 2. Инновационные технологии в машиностроении и приборостроении. С. 279-282.

4. Попова Е.И. Испытания спиродных передач с полимерными колесами // Информационные технологии в инновационных проектах: Тр. IV Междунар. науч.-технич. конф. Ижевск, 2003 г.- Ч. 3. — Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2003. С. 95-97.

5. Гольдфарб В.И., Попова Е.И. Исследование спироидных передач с колесами из пластмасс // Прогрессивные зубчатые передачи: Сб. науч. трудов. - Новоуральск: Изд. НГТИ, 2003. - С. 35-39.

6. Попова Е.И. Исследование нагрузочной способности спироидных передач с пластмассовыми колесами // Материалы научно-технической конференции с международным участием «Теория и практика зубчатых передач» Ижевск, 2004г. С. 219-228

»167 05

Подписано в печать 10 09 2004 Формат 60x84 1/16 Заказ № Усл. печ. л. 1,0 Тираж 100 экз

Отпечатано в типографии издательства ИжГТУ 426069, г Ижевск, Студенческая, 7

ВВЕДЕНИЕ.

1. ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СПИРОИДНЫХ ПЕРЕДАЧ.

1.1. Область применения зубчатых передач из полимерных материалов.

1.2. Обзор материалов и методов формообразования пластмассовых зубчатых колес.

1.2.1. Характеристики пластмасс.

1.2.2. Методы формообразования пластмассовых зубчатых колес.

1.3. Спироидные передачи, особенности геометрии и кинематики их зацепления, перспективы применения полимерных материалов для изготовления спироидных колес.

1.4. Задачи работы.

2. ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ ЗУБЬЕВ ПЛАСТМАССОВЫХ СПИРОИДНЫХ КОЛЕС МЕТОДОМ КОПИРОВАНИЯ.

2.1. Принципиальная схема изготовления, пластмассовых спироидных колес.

2.2. Модель зуба реального спироидного колеса.

2.3. Технологический синтез модифицированной спироидной передачи.

2.4. Алгоритм анализа контакта зубьев в реальной спироидной передаче.

2.5. Исследования влияния параметров наладки на положение пятна контакта в передаче.

3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ИНСТРУМЕНТОВ, ИЗГОТОВЛЕНИЕ

И КОНТРОЛЬ СПИРОИДНЫХ КОЛЕС.

3.1. Проектирование, изготовление и контроль инструмента второго порядка.

3.2. Изготовление и контроль формообразующей матрицы.

3.3. Изготовление и контроль спироидных металлополимерных колес.

3.4. Коррекция станочных параметров при формообразовании инструмента второго порядка.

4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ

СПИРОИДНЫХ ПЕРЕДАЧ С МЕТАЛЛОПОЛИМЕРНЫМИ

КОЛЕСАМИ.

• 4.1. Конструкция редуктора и испытательного стенда.

4.2. Методика проведения и результаты испытаний спиродных редукторов с металлополимерными колесами.

4.2.1. Динамические испытания спироидных редукторов с металлополимерными колесами.

4.2.2. Статические испытания спироидных редукторов с металлополимерными колесами.

4.3. Рекомендации по проектированию и изготовлению инструментов и спироидных колес из полимерных материалов.

Совершенствование методов изготовления изделий, имеющее целью повышение производительности и качества обработки, всегда является актуальной задачей для всех отраслей техники.

Среди изделий машиностроения, нашедших чрезвычайно широкое применение, большое место занимают зубчатые передачи, которые во многих случаях определяют такие важнейшие показатели машин, в которых они применяются, как надежность, долговечность, динамические характеристики, массу, экономичность. При большом разнообразии зубчатых передач выбор методов формообразования их зубьев достаточно ограничен, что связано с особенностями их геометрии и условиями конкретного применения. В любом случае при выборе метода изготовления ставится задача обеспечения приемлемой производительности и высокого качества передачи.

Одним из направлений развития зубчатых передач является выбор новых материалов для их изготовления, позволяющих улучшить такие показатели, как масса, технологичность изготовления, прочность, и другие. Среди этих материалов заметную роль играют полимерные материалы, которые заняли прочное место в технике зубчатых передач, несмотря на ряд присущих им недостатков -ограниченную стойкость к повышенным температурам, сравнительно низкую нагрузочную способность, существенные колебания усадки, низкую теплопроводность. Их широко применяют там, где требуется способность передачи эксплуатироваться без смазки, существенное уменьшение массы изделия, коррозионная стойкость, износостойкость, способность надежно работать в вакууме или в условиях низких давлений, возможность использования современных высокопроизводительных методов производства, таких, как литье под давлением, штамповка. Указанные достоинства обусловили достаточно широкое применение различных полимерных материалов для самых разнообразных видов зубчатых передач - цилиндрических, винтовых, червячных, планетарных и других [14, 23,26, 89,98,100, 101, 113, 114].

Среди зубчатых передач с перекрещивающимися осями одной из перспективных, обладающей целым рядом достоинств, является спироидная передача [41-57, 141-146], которая относится к передачам типа червячных по способу изготовления и целому ряду особенностей геометрии зацепления [36, 37], но является, как гипоидная^ передачей 3 класса [28, 142] по геометрическим признакам - зона зацепления смещена по отношению к межосевой линии передачи вдоль осей обоих звеньев.

В настоящее время известны многие разновидности спироидных передач [28-37,50, 31, 38, 124, 125, 24, 25 и др.], выполнено большое количество исследований в области геометрии зацепления, прочности, технологии изготовления, применения, конструирования и проектирования, в том числе автоматизированного, спироидных передач [54, 121, 55,143,145 и др.], однако металлополи-мерная спироидная передача практически не изучена. Имеющиеся [99, 130, 175] весьма скромные данные о применении полимерных материалов для спироидных передач не раскрывают эту проблему в достаточной степени, в то время, как особенности геометрии и кинематики зацепления спироидных передач (большой коэффициент перекрытия, большие значения приведенных радиусов кривизны, благоприятное расположение контактных линий и другие), специфическое расположение зубьев колеса на его торцовой поверхности делают эту проблему привлекательной и актуальной с различных точек зрения - эксплута-ционной, технологической, экономической.

Целью настоящей работы является разработка технологии формообразования зубьев пластмассовых спироидных колес и инструментов, обеспечивающих высокую производительность обработки и требуемое качество зацепления в передаче.

Задачи работы:

- обобщение известных данных об использовании полимерных материалов и методов их обработки применительно к зубчатым передачам, обоснование целесообразности применения и выбора пластмасс для изготовления колес спироидных передач;

- разработка принципиальной технологической схемы изготовления пластмассовых спироидных колес на основе механической и физико-технической обработки;

- построение математической модели зуба реального пластмассового спироид-ного колеса с учетом технологических погрешностей изготовления, решение задачи технологического синтеза по расчету параметров наладки, обеспечивающих необходимую модификацию зуба для компенсации погрешностей и достижения требуемого качества контакта в передаче;

- проектирование, изготовление и контроль инструментов, реализующих разработанную технологию формообразования зубьев пластмассовых спирод-ных колес;

- обоснование конструкции и изготовление пластмассовых спироидных колес; испытание спироидных редукторов с этими колесами при различных режимах нагружения;

- разработка рекомендаций по проектированию спироидных передач с метал-лополимерными колесами, инструментов и технологии их изготовления.

Диссертация структурно содержит введение, 4 главы, заключение и список использованных литературных источников.

Заключение

В итоге выполнения настоящей диссертационной работы, посвященной разработке инструментов и технологии формообразования металлополимерных колес спироидных передач, получены следующие основные результаты.

1. Обобщение известных данных об использовании полимерных материалов для изготовления зубчатых передач, физико-механических, технологических свойств конструкционных пластиков и особенностей геометрии и кинематики зацепления спироидных передач позволило установить, что такие геометро-кинематические достоинства зацепления спироидных передач, как повышенные значения приведенных радиусов кривизны, коэффициента перекрытия, скоростей движения контактных линий по контактирующим поверхностям, способствующих лучшему теплоотводу из зоны контакта, создают благоприятные условия для применения конструкционных пластиков в качестве материала спироидного колеса. Торцовое расположение зубьев спироидного колеса дает возможность выбрать рациональный с технологической и эксплутационной точек зрения способ формообразования зубьев металлополимерных спироидных колес методом литья под давлением, обеспечивающий повышение производительности при изготовлении колес и структурную целостность полимерного материала. При этом в качестве предпочтительных пластиков выбраны такие, как ПА-610, ПА-610 литьевой с добавлением 5% графита, ПА6-210/311, ПА6-210-КС.

2. Разработана принципиальная схема изготовления инструментов и металлополимерных спироидных колес, состоящая из строго упорядоченной последовательности этапов, связанных с проектированием и изготовлением резцов-летучек, нарезанием колес-электродов, электроэрозионной обработки матрицы, формообразованием зубьев металлополимерного спироидного колеса литьем под давлением. Проанализированы погрешности, которые могут возникать на всех этапах изготовления, и которые необходимо учитывать при проектировании резцов-летучек и расчете параметров наладки при изготовлении колес-электродов для обеспечения необходимой модификации зубьев инструментов и, в итоге, металлополимерных колес.

3. Построена математическая модель зуба реального полимерного спироидного колеса, учитывающая систематические и случайные погрешности, возникающие в процессе изготовления инструментов и самих колес, на базе этой модели разработан алгоритм анализа контакта зубьев в реальном спироидном зацеплении. Выполненные численные исследования влияния параметров наладки на положение поля модификаций зубьев колеса позволили сделать вывод, что для эффективного управления положением пятна контакта в передаче предпочтительно изменение таких параметров наладки, как станочные межосевой угол Г, межосевое расстояние а*,, углы профиля витков и диаметр производящего и рабочего червяков.

4. Спроектированы, изготовлены и проконтролированы инструменты для реализации этапов принципиальной схемы изготовления металлополимерных спироидных колес. Показано, что для получения требуемого качества поверхности зуба матрицы для формообразования спироидного колеса необходима ее двухступенчатая электроэрозионная обработка в электроимпульсном (черновая) и электроискровом (чистовая) режимах, что, в свою очередь, потребовало проектирования и изготовления чернового и чистового инструментов (резцы-летучки, электроды). Предложены решения для обеспечения идентичности установки чернового и чистового инструментов при их нарезании и при элёктроэрозионной обработке матрицы.

5. Изготовлены образцы металлополимерных спироидных колес из 4 видов пластиков. Результаты контроля колес: показали превалирующую роль систематических погрешностей, возникающих при электроэрозионной обработке матрицы для формообразования колес и вызываемых усадкой пластмассы при литье под давлением; при этом обнаружено, что суммарная погрешность зуба практически линейно увеличивается с увеличением радиуса колеса; позволили с использованием математической модели зуба колеса построить его реальную численную модель зуба, на основе которой в процессе решения задачи технологического синтеза найдены значения параметров наладки, обеспечивающие необходимую для компенсации погрешностей модификацию зуба колеса; подтвердили известную информацию, что погрешности, связанные с усадкой полимерного материала при литье колес под давлением, зависят от марки этого материала (погрешности графито- и стекло наполненных полимеров ниже, чем для полиамида без наполнителя); при этом получены уточненные значения усадок для конкретных материалов.

6. Выполнены экспериментальные исследования спироидных редукторов с металлополимерными колесами в статическом и динамическом режимах нагружения, позволившие: оценить уровень нагрузочной способности спироидных передач с металлополимерными колесами и влияние температуры на прочностные характеристики колес; установить, что лимитирующим критерием разрушения. указанных колес является срез зубьев. Предложена методика расчета зубьев на прочность по напряжениям среза, которая дала достаточно высокое совпадение расчетных и экспериментальных результатов (несовпадение результатов не превышает 25.30%) и рекомендована для расчета указанных передач на прочность.

7. Полученные данные и рекомендации, сформулированные на основе исследований, проектирования, изготовления, контроля и испытаний спироидных передач с металлополимерными колесами внедрены в практику проектирования, изготовления спироидных редукторов в УНПЦ «Механик», а также в учебный процесс в Институте механики и на кафедре ТРП ИжГТУ. Промышленное внедрение опытной партии редукторов, изготовленных в

УНПЦ «Механик», подтвердило перспективу их промышленного производства.

1. Айрапетов Э.Л. Состояние и перспективы развития методов расчета нагруженности и прочности передач зацеплением. Методические материалы. -Ижевск-Москва, 2000 г., 116 с.

2. А.с 208396 СССР. Зубчатая передача с перекрещивающимися осями / А.К. Георгиев, В.И. Гольдфарб. Опубл. в Б. И., 1968. № 3.

3. А.с. 1059325 СССР. Двухвенцовая неортогональная зубчатая передача с перекрещивающимися осями / В.И. Гольдфарб, И.П. Несмелов, А.Н. Тетерин. -Опубл. в Б. И., 1983. №45.

4. А.с. 1118127 СССР. Гиперболоидная зубчатая передача с ротапринтной смазкой зацепления / Л.И. Клюев, В.Н. Алферов. Опубл. в Б. И., 1984. №37.

5. А.с. 201864 СССР. Ортогональная червячно-коническая передача/ А.К.Георгиев. Опубл. в Б. И., 1967. № 18.

6. А.с. 209167 СССР. Спироидная передача / A.M. Фефер Опубл. в Б. И., 1968. № 4.

7. А.с. 353127 СССР. Неортогональная зубчатая передача с перекрещивающимися осями / В.И. Гольдфарб, И.П. Несмелов. Опубл. в Б. И., 1981. №30.

8. А.с. 838208 СССР. Гиперболоидная зубчатая передача с ротапринтной смазкой зацепления / А.К, Георгиев, В.Н. Алферов, С.В. Езерская. Опубл. в Б. И., 1981. №22.

9. А.с. 937827 СССР. Спироидное зацепление / Н.С. Вотинцев, А.А. Ковтушенко, С.А. Лагутин и др. Опубл. в Б. И., 1983. № 23.

10. А.с. 690212 СССР. Ортогональная червячно-коническая передача / А.К.Георгиев, В.А. Модзелевский. Опубл. в Б. И., 1979. № 37.

11. Басов Н. И., Казанков Ю. В., Любартович В. А. Расчет и конструирование оборудования для производства и переработки полимерных материалов. М.: Химия, 1986. -С. 117-229.

12. Бейзельман Р.Д., Цыпкин Б.В., Перель Л.Я. Подшипники качения. Справочник. Изд. 6-е, перераб. и доп. М., «Машиностроение», 1975, 572 с.

13. Белый В.А. и др. Металлополимерные зубчатые передачи. Минск, Наука и техника, 1981.351 с.

14. Белый В.А., Свиреденок А.И., Щербаков С.В. Зубчатые передачи из пластмасс. Минск.: «Наука и техника», 1965. - 248 с.

15. Бернхардт Э. Переработка термопластичных материалов. М.: Госхимиздат, 1962.-С. 171-349.

16. Бокин М.Н., Цыплаков О.Г. Расчет и конструирование деталей из пластмасс. Л., «Машиностроение», 1966. 176 с.

17. Борщевский В.А., ' Стенькина А.В. Опыт внедрения металлополимерных зубчатых колес Л.: ЛДНТП, 1988.19 с.

18. Брагинский В. А. Прессование. Л.: Химия, 1973. - С. 14.

19. Брацыхин Е.А. и др. Переработка пластических масс в изделия. Л.: «Химия», 1966. 399 с.

20. Видгоф Н.Б. Основы конструирования литьевых форм для термопластов. М.: «Машиностроение», 1979

21. Гавриленков В.А. Мелкомодульные металлополимерные зубчатые передачи. М., 1972

22. Ганьшин В.А. Аналитическое и экспериментальное исследование спироидной передачи с эвольвентным червяком: Автореф. дис. канд. техн. наук. М.: СТАНКИН, 1971.21 с.

23. Ганьшин В.А. К синтезу эвольвентной спироидной передачи // Механика машин, вьш.31. М.: Наука, 1972. С. 50-54.

24. Генель С.В., Кестельман Н.Я., Кестельман В.Н. Полимерные материалы в пищевой промышленности. Изд. «Машиностроение», М., 1964.

25. Георгиев А.К. Основные особенности, классификация и области эффективного использования спироидных передач // Перспективы развития и использования спироидных передач и редукторов. Доклады всесоюзного научно-технического совещания. Ижевск, 1979. С. 3-9.

26. Георгиев А.К. Элементы геометрической теории и некоторые вопросы проектирования и производства гипоидно червячных передач: Дисс. канд. техн. наук. Ижевск, 1965.263 с.

27. Георгиев А.К., Анферов В.Н., Типишев Ю.К. К вопросу о влиянии на эксплуатационные показатели спироидных передач добавки в смазку дисульфида молибдена // Механические передачи. Вып. 2. Ижевск: ИМИ, 1977. С. 11-15.

28. Георгиев А.К., Анферов В.Н., Типишев Ю.К. Экспериментальные исследования механизма подъема со спироидно цилиндрическим редуктором // Механические передачи. Вып. I. Ижевск: ИМИ, 1976. С. 3-8.

29. Георгиев А.К., Голубков Н.С. К определению действующих в зацеплении сил и КПД в наиболее общем случае спироидной передачи // Механические передачи. Ижевск: Удмуртия, 1972. С.25-30.

30. Георгиев А.К., Гольдфарб В.И. Аспекты геометрической теории и результаты исследования спироидных передач с цилиндрическими червяками // Механика машин, вып. 31 М.: Наука,1971. С.70-80.

31. Георгиев А.К., Гольдфарб В.И. К исследованию ортогональной спироидной передачи с цилиндрическим червяком, имеющим витки идеально-переменного шага//Механика машин, вып. 45 М.: Наука, 1974. С.91-99.

32. Георгиев А.К., Гольдфарб В.И. Предпочтительное сочетание направлений вращения • звеньев неортогональной гиперболоидной зубчатой передачи // Известия вузов. М.: Машиностроение, 1978. С.34-37.

33. Георгиев А.К., Шубин В.А. К вопросу исследования неортогональных гипоидно червячных передач // Механические передачи. Теория, расчет, испытания. Ижевск: Удмуртия, 1967. С. 133-145.

34. Голубков Н.С. Исследование червячно спироидных передач: Автореф. дис. -канд. техн. наук. Свердловск, 1963. 20с.

35. Гольдман АЛ. Объемное деформирование пластмасс. JL: «Машиностроение», 1984

36. Гольдман А.Я. Опыт эксплуатации экструдеров. JL, 1989

37. Гольдфарб В.И. Исследование разновидностей ортогональной гипоидно -червячной (спироидной) передачи с цилиндрическим червяком: Дисс. канд. техн. наук. Ижевск, 1969. 163с.

38. Гольдфарб В.И. Опыт проектирования спироидных передач с использованием диалоговой САПР // Разработка и внедрение систем автоматизированногопроектирования в машиностроении: Материалы научно-технического семинара. Ижевск: ИМИ, 1983. С.78-79.

39. Гольдфарб В.И. Основы теории автоматизированного геометрического анализа и синтеза червячных передач общего вида: Дисс. докт. техн. наук. Устинов, 1985.417 с.

40. Гольдфарб В.И. Сравнительное исследование кривизны взаимоогибаемых поверхностей в спироидных цилиндрических передачах с червяками идеально -переменного и постоянного шага витков // Механические передачи. Вып. 2. Ижевск: ИМИ, 1977; С.34-39.

41. Гольдфарб В.И. Уравнение идеальной начальной поверхности червяка «. // Известия вузов. Машиностроение. 1976. №3. С.52-55.

42. Гольдфарб В.И. Форма идеальной начальной поверхности червяка ортогональной спироидной передачи // Известия вузов. Машиностроение, 1976.№ 11 .С.З 8-41.

43. Гольдфарб В.И., Анферов В.Н. Особенности выбора зон зацепления в спироидных передачах с ротапринтным способом смазки // APPLICATION OF MECHANICS & BIOMECHICS IN MECHATPONICS, September 12-16, Varna, Bulgaria, 1992. C.76-80.

44. Гольдфарб В.И., Езерская С.И. К вопросу о выборе величины винтового параметра в ортогональной спироидной передаче с цилиндрическим червяком // Известия вузов. Машиностроение. 1975. №2. С. 184-186.

45. Гольдфарб В.И., Кунивер А. С., Кошкин Д.В. К вопросу о локализации пятна контакта в спироидных передачах // Теория реальных передач и зацепления: Информационные материалы 6-го международного симпозиума. Курган: КГУ, 1997. С.29-31.

46. Гольдфарб В.И., Кунивер А.С., Мокрецов В.Н. Методология и результаты оценки нагрузочной способности спироидных передач // Теория реальных передач зацепления; Курган: КГУ, 1993. С.20-21.

47. Гольдфарб В.И., Кунивер А.С., Трубачев Е.С., Монаков А.В. Концепция САПР и результаты исследования спироидных передач и редукторов // Proceedings of the 4th World Congress on Gearing and Power Transmissions, Volume I. Paris, 1999, p.365-375.

48. Гольдфарб В.И., Лунин C.B., Трубачев E.C. Новый подход к созданию универсальных САПР зубчатых передач: Сборник докладов научно-технической конференции «Теория и практика зубчатых передач», Ижевск, 2004, с. 269-277.

49. Гольдфарб В.И., Несмелое И.П. Выбор геометрических параметров неортогональной спироидной передачи. // Известия вузов. Машиностроение. №8. С.48-51.

50. Гольдфарб В.И., Несмелое И.П. Выбор схем неортогональной зубчатой передачи с перекрещивающимися осями // Известия вузов. Машиностроение. 1982. №10. С.31-35.

51. ГОСТ 22850-77. Передачи спироидные. Термины, определения и обозначения/ Разработчики: Георгиев А.К., Гольдфарб В.И., Рудь JI.B:

52. Гуль В. Е., Акутин М., С. Основы переработки пластмасс. М.: Химия, 1985. -С. 57-118.

53. Гуль В.Е. Структура и прочность полимеров. М.: Химия, 1971. - С. 344

54. Гуревич С.И., Ермаков В.А., Москалев М.А. Мелкомодульные зубчатые колеса из пластических масс. ПНТ. и ПО «Применение пластмасс в промышленности», вып. 10, тема В № М-62-232/10. ГОСИНТИ, М., 1962.

55. Дубасов А.А. Применение пластмасс при ремонте строительных машин. М., «Стройиздат», 1965.196 с.

56. Езерская С.В. Исследование спироидной передачи с двумя зонами зацепления: Автореф. дис. канд. техн. наук. Новосибирск, НЭТИ, 1975.24с.

57. Езерская С.В. Некоторые вопросы геометрического расчета двухколесных спироидных передач с цилиндрическими червяками // Механические передачи. Вып.5. Ижевск: ИМИ,1973. С.94-103.

58. Езерская С.В., Быстров М.М. Некоторые результаты исследования нагрузочной способности спироидных редукторов с двумя зонами зацепления // Механические передачи. Ижевск: ИМИ, 1976. С.37-44.

59. Езерская С.В., Голубков Н.С. Анализ действующих в зацеплении сил и условий нагружения вала червяка двухколесных спироидных передач // Механические передачи. Вып.7 Ижевск: ИМИ, 1975. С.24-33.

60. Езерская С.В., Шпилькин И.А. Исследование поверхностей зацепления спироидных передач с архимедовыми червяками // Механические передачи. Вып.2 Ижевск: ИМИ, 1977. С.22-26.

61. Елизаветин М.А. и Сатель Э.А. Технологические способы повышения долговечности машин. М.: «Машиностроение», 1969,400 с.

62. Житник Н.И. и др. Справочник по обработке пластмасс. Киев, Техника 1988. 158 с.

63. Завгородний В. К. Механизация и автоматизация переработки пластических масс. М.: Машиностроение, 1970. - С. 5-93.

64. Зак П.С. Глобоидная передача М. Машгиз, 1962, 256 стр.

65. Зак П.С. и др. Исследования червячных передач и редукторов. М.: «Недра» 1965 г.

66. Зак П.С., Шапиро И.И. Температура и вязкость масла в контакте червячных передач. Вестник машиностроения, 1990, №3

67. Зубчатые и червячные передачи/ Под ред. Колчина Н.И. — Л.: «Машиностроение», 1968.352 с.

68. Каплун Я. Б., Ким В. С. Формующее оборудование экструдеров. М.: Машиностроение, 1969. - С. 3-11.

69. Клинков А. С., Кочетов В. И., Маликов О. Г. Основы проектирования и расчета червячных машин для переработки полимерных материалов. Тамбов, 1992. -С. 3-94.

70. Козлов М.П. Зубчатые передачи точного приборостроения. М., 1969.

71. Кунивер А.С. Исследование формообразования зубьев колес цилиндрических спироидных передач с локализованным контактом в зацеплении: Автореф. дис. канд. техн. наук. Новосибирск: НЭТИ, 1983. 22с.

72. Кунивер А.С. Об особенностях притирки, контроля и сборки автомобильных спироидных передач и редукторов. / Докл. Всесоюзного научно-технического совещания. Ижевск: ИМИ, 1979. С.46-51.

73. Кунивер А.С. Теоретические основы синтеза зацеплений модифицированных цилиндрических спироидных передач: Автореф. дис. . докт. техн. наук. Ижевск, 2001. 32с.

74. Лапшин В. В. Основы переработки термопластов литьем под давлением. М.: Химия, 1974. - С. 27-72.

75. Литвин Ф.Л. Новые виды цилиндрических червячных передач. М.: Машгиз, 1962. 103 с.

76. Литвин Ф.Л. Применение кинематического метода для определения связи между кривизнами взаимоогибаемых поверхностей, условий отсутствия подрезании зубцов // Труды семинара по теории машин и механизмов. Вып. 103. М.: Наука, 1964. С.93-102.

77. Литвин Ф.Л. Теория зубчатых зацеплений. М.: Наука, 1968. 584с.

78. Литвин Ф.Л., Ерихов М.Л. Векторное поле нормалей в обыкновенных узловых точках контакта огибаемых поверхностей // В сб.: Теория передач в машинах. М.: Машиностроение, 1970. С.27-38.

79. Литвин Ф.Л., Тимофеев Б.П., Рубцов В.Н. Синтез обкатных и полуобкатных конических передач с круговыми зубьями по локальным условиям // В кн.: "Механика машин", вып. 31-32, М.: Наука, 1971. с. 40-49.

80. Лопато Г.А., Кабатов Н.Ф., Сегаль М.Г. Конические и гипоидные передачи с круговыми зубьями. Л.: «Машиностроение», 1977. -423 с.

81. Лосев Б.И., Путинцев Г.В., Стрельцов К.Н. Обработка и отделка деталей из пластмасс. Лениздат, 1966.23 6с.

82. Майорова Э.А., Шилкин О.Д., Васильев В.А., Шилова Е.А. Пластмассовые зубчатые колеса в координатно-расточных станках."Станки и инструменты", 1962, №9.

83. Маньшин С.Д. Разработка и исследование спироидных передач с выборкой бокового зазора в зацеплении: Автореф. дис. канд. техн. наук. Курган. КМИ, 1982. 22с.

84. Модзелевский В.А. Особенности конструкции и технологии изготовления спироидной передачи с коническим геликоидным червяком криволинейного профиля: Автореф. дис. канд. техн. наук. Новосибирск, НЭТИ, 1977. 22с.

85. Немилов Е.Ф. Справочник по электроэрозионной обработке материалов.- Л.: Машиностроение, 1989

86. Определение динамических нагрузок с помощью осциллографа на зубья найлоновых шестерен, работающими в паре с металлическими зубчатыми колесами(японск.). Bull. Engng. Res. Inst. Kyoto Univ., 18, 1960.

87. Основы конструирования и расчета деталей из пластмасс и технологической оснастки для их изготовления. Мирзоев Р.Г., Кугушев И.Д., Брагинский В.А. и др. Учебное пособие для студентов вузов. Д., «Машиностроение», 1972.416 с.

88. Палей М.М. Технология производства приспособлений, пресс-форм и штампов.- М.: Машиностроение, 1979. 293 с.

89. Пантелеев А.П., Шевцов Ю.М., Горячев И.А. Справочник по проектированию оснастки для переработки пластмасс. М.: «Машиностроение», 1986

90. Переработка пластмасс: Справ. Пособие/Под ред. В.А. Брагинского.- Д.: Химия, 1985.-296 с.

91. Пичугин И.К., Андриевский А.А. Металлопластмассовые колеса спироидной передачи. Автоматизированное проектирование в технологической подготовке производства: Межвузовский сборник выпуск 3. Ижевск: Издательство ИжГТУ, 1991.-С. 36-45.

92. Пичугин • И.К., ' Ширманов В.В. Технология изготовления металлопластмассовых колес спироидной передачи. Автоматизированное, проектирование в технологической подготовке производства: Межвузовский сборник. Ижевск: Издательство ИжГТУ, 1996. - С.30-34.

93. Пластмассы в машиностроении. М., Машиностроение,1964. 344 с.

94. Попилов Л.Я. Электрофизическая и электрохимическая обработка материалов: Справочник.—М.: Машиностроение, 1982

95. Попов В.Я. Исследование шума зубчатых колес из пластмасс. Проблемы качества и прочности зубчатых передач, сб. 3. ЦБТИ, М., 1961.

96. Попов В.Я. Эффективость снижения шума зубчатых передач за счет применения пластмасс. ЦНИИТМАШ, ОНТИ, информац. Письмо 93/496. М., 1961.

97. Расчет экструзионного оборудования для переработки полимерных материалов / Методич. указания. Тамбов, 1980. - С. 3-25.

98. Рахлин И.В., Беликова Е.М. Об экономической эффективности капитальных вложений на развитие производства пластических масс и изделий из них. «Пластические массы», 1961, №5.

99. Рахлин И.В. Об экономической эффективности применения пластмасс в машиностроении. «Пластические массы», 1960, № 6.

100. Редукторы. Б.Л. Давыдов, Б.А. Скородумов, Ю.В. Бубырь. М.: МАШГИЗ, 1963,473с.

101. Решетов Д.Н. Детали машин. М.: Машиностроение, 1989

102. Семенов Ю.С. Некоторые закономерности износа зубчатых колес // Изв. Томского Политехи, ин-та. 1964. Т.114. С.59-60.

103. Силин В. А. Динамика процессов переработки пластмасс в червячных машинах.- М.: Машиностроение, 1972. С. 22-53.

104. Соломков В.П., Семко JI.C., Механика полимеров, № 3,462, 1968

105. Старжинский В.Е. и др. Пластмассовые зубчатые колеса в передачах точного приборостроения/ В.Е. Старжинский, В. Краузе, О.В. Гаврилова, А.Т. Кудинов, С. Симеонов. Минск: Наука и техника, 1993.

106. Старжинский В.Е. Точные пластмассовые детали и технология их получения. Минск, 1992. 109 с.

107. Сызранцев В.Н. Синтез зацеплений цилиндрических передач с локализованным контактом // Дисс. докт. техн. наук. Курган, 1989. - 429 с.

108. Тагер А.А. Физико-химия полимеров. М., «Химия», 1968. 540 с.

109. Технология производства и методы обеспечения качества зубчатых колес и передач: Учебное пособие /В.Е. Антонюк, М.М. Кане, В.Е. Старжинского и др.- Мн.: УП «Технопринт», 2003. 766 с.

110. Тихомиров Р.А.,Николаев В.И. Механическая обработка пластмасс. Л., «Машинострение» (Ленингр. отд-ние), 1975. 208 с.

111. Торнер Р. В. Основные процессы переработки полимеров. (Теория и методы расчета). М.: Химия, 1972. - С. 198-329.

112. Торнер Р. В. Теоретические основы переработки полимеров. (Механика процессов). М.: Химия, 1977. - С. 236-359.

113. Трубачев Е.С. Исследование пространства параметров неортогональных спироидных передач: Дис. канд. техн. наук. Ижевск, 1999. 174с.

114. Трубачев Е.С. Метод расчета параметров станочного зацепления с геликоидной производящей поверхностью // В сб.: «Современные информационные технологии. Проблемы исследования, проектирования и производства зубчатых передач». -Ижевск, 2001. с. 163-169.

115. Трубачев Е.С. Математическое обеспечение качества контакта в реальной спироидной передаче//Информационная математика №1(3), Москва 2003. С. 144-154

116. Фефер A.M., Чекалкин Г.Т., Швецов В.В. Расчет на износ спироидных передач, работающих в условиях упругого контакта // Механические передачи. Вып. L . Ижевск: ИМИ, 1976. С. 62-67.

117. Фефер A.M., Швецов В.В. К вопросу об оценке износостойкости зубчатых передач // Механические передачи. Вып. 7. Ижевск: ИМИ, 1975. С. 89-96.

118. Филатов В.И. Пластмассы в приборах и механизмах. JL: «Машиностроение», 1983.

119. Филатов В.И. Технологическая подготовка процесса формования изделий из пластмасс.- JI.: Политехника 1991.351с.

120. Швецов Г.А. Технология переработки пластмасс. Химия, 1988. 511 с.

121. Шевелева Г.И. Теория формообразования и контакта движущихся тел М.: Издательство «Станкин», 1999. -494 с.

122. Ширманов В.В., Майерчак П. О целесообразности применения пластмасс для колес спироидных передач. Автоматизированное проектирование в технологической подготовке производства: Межвузовский сборник. — Ижевск: Издательство ИжГТУ, 1996. С. 34-39.

123. Электрофизические и электрохимические методы обработки материалов. Учебник для машиностроительных вузов и факультетов. В 2-х томах/Б.А. Артамонов, Ю.С. Волков, В.И. Дрожалова и др. М. Высшая школа, 1983.

124. A. Herz. Verschleifivorgangt bei Kunststoffe. "Gummi-Asbest-Kunstoffe", 1963, 16, №4.

125. Aplication Hilights 1960."Modern Plastics" № 1,1961.

126. Bohle F. Spiroid gears. Machinery, October, 1955, №2, p. 155-161.

127. Briant R.C., Dudley D.W. With right-angle gear system. Product E

128. Clifford E. Adams. Plastics Gearing. Selection and Application. New York and Basel: Marcel Dekker, Inc 1986

129. Failure mechanism in plastic gears. Yong Kang Chen, Nick Wright, Chris J. Hooke and Stephen N. Kukureka/ Gear Technoogy/January/February 2002. P. 31-37.

130. Goldfarb V.I. Spiroid gearboxes and motorgears: design and application experience. Mechanics in Design. Proceedings of the International Conference, Nottingham, UK, 1998, p. 36-43.

131. Goldfarb V.I. The Synthesis of Nontraditional Kind of Skew Axes Gearing. Proceedings of the international Gearing Conference, BGA, Newcastle, МЕР, London, 1994, p. 513-516.

132. Goldfarb V.I., Russkikh A.G., Skew Axis Gearing Scheme Synthesis. -MPT 91 JSME international Conference on Motion and Power Transmission, Nov. 23-26, 1991, Hiroshima, Japan, p. 649-653.

133. Goldfarb V.I., Theory of Design and Practice of Development of Spiroid Gearing. Proceedings of the international Congress of Gear Transmission, vol.2, 1995, Sofia, p. 1-5.

134. Goldfarb V.I., Trubachov Ye.S., Peculiarities of Non Orthogonal Spiroid Gearing Parametric Synthesis, Proceedings of the International Conference on Mechanical Transmissions and Mechanisms, Tianjin, China, 1997, p. 613-616.

135. Goldfarb V.I., Trubachov Ye.S., Predesign Investigations of Non Orthogonal Spiroid Gears, Proceedings of 8th Power Transmissions and Gearing Conference, 2000 ASME Design Engineering Technical Conference, Baltimore, USA, 2000, p. 511-518.

136. Goldfarb V.I., Trubachov E.S. Development and application of CAD and TCA of spiral-type gears with cylindrical worms. Proceeding of AGMA, FTM 2002, S. Louis, p. 12.

137. Goldfarb V.I., Trubachov E.S. Manufacturing synthesis of spiroid gearing. In: Proceedings of the 11th World Congress in Mechanisms and Machine Science, Tianjin, China, 2004.

138. H. Frank. Hartgewebe im allgemeinen Maschinenbau. "Maschinenmarkt", 1956, 62, №9.

139. H.Schmidt. Polyacetal ein Kunststoffen fur die Technik "Kunststoffe", 53, № 10, 1963.151.1-Е. Cogdell, R.H.Hardesty. Derlin-a new thermoplastic " SPE Journal", 14, № 4, 1958.

140. Litvin F.L., De Donno M. Computerized Design and Generation of Modified Spiroid Worm-Gear Drive with Low transmission Errors and Stabilized Bearing Contact. -Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, vol. 162, pp. 187-201.

141. Nelson W.D. Spiroid gearing / The American Society of mechanical engineers. Paper №57-A-162. 1957.

142. Nelson W.D. Spiroid gearing. Machine design, 1961, №3, p. 136-144.

143. Nelson W.D. Spiroid gearing. Machine design, 1961, №4, p. 93-100.

144. Nelson W.D. Spiroid gearing. Machine design, 1961, №5, p. 165-171.

145. Nylon parts-large and low-cost. "Modern plastics", 1961, № 12.

146. P.H. Bowen, D.J. Boes, J.R. Dowell. Selflubricating composite materials. "Machine Design", 1963, 35, №20.

147. Pat. 2696125 USA. Speed reduction gearing / O.E. Saari.

148. Pat. 2731886 USA. Method of making speed-reduction / O.E. Saari.

149. Pat. 2776578 USA. Skew-axis gearing and method / O.E. Saari.

150. Pat. 2776603 USA. Thread-cutting machine/ O.E. Saari.

151. Pat. 2810305 USA. Multi-speed power unit / J.E. Brinza.

152. Pat. 2871765 USA. Worn forming apparatus / O.E. Saari.

153. Pat. 2896467 USA. Skew-axis gearing with plane tooth gear / O.E. Saari.

154. Pat. 2908187 USA. Reduction gearing unit / O.E. Saari.

155. Pat. 2935885 USA. Multiple skew-axis gearing / O.E. Saari.

156. Pat. 2954704 USA Skew-axis gearing / O.E. Saari.

157. Pat. 2996847 USA. Gear finishing apparatus / O.E. Saari.

158. Pat. 3038346 USA. Tuning Device / W.C. Macfarland.

159. Pat. 3092369 USA. Hand-operated chain hoist / C. Carroll.

160. Pat. 3557574 USA. Spiral toothed coupling / A.W. Bennett.

161. Pat. 3645148 USA. Skew-axis gearing /Е. Sehrempp.

162. Plastics in clocks and watches. "British Plastics", 1963, № 10.

163. R.B. AKIN. Acetal resins. Reinhold Publishing Corporation. New York, 1962.

164. R.P. Schmucal. Plastics. Which one to use. "Metal Pragr" , 1962, 82, № 4.

165. S.R. Culiff, S.G. Hawkins. The injection moulding of nylon-11. "British plastics", De

166. Verwendung von Kunstsoffen, H.H.S."Schweiz. Maschinenmarkt", 1964,63, № 24.

167. Vorteile der Kunstoff-Zahnr™der. "Industriekuries", "Techn. und Forsh", 1961, 14,

168. W.H. Leleand. Plastic laminates do many jobs. "Mill and factory", 1963,72, № 6.

169. Учебно научно - производственный центр1. МЕХАНИК»426069, г. Ижевск, ул. Студенческая, 71. УТВЕРЖДАЮ»1. ЕХАНИК»1. Д.П. Громов1. Акт внедрения

170. Главный конструктор УНПЦ «Механик»1. А.С. Кузнецов

171. ИЖЕВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ1. ИНСТИТУТ МЕХАНИКИ426069, г. Ижевск, ул. Студенческая, 7, тел/факс (3412) 59-25-03, тел (3412) 58-28-321. АКТ ВНЕДРЕНИЯ

172. Декан СТА факультета ^ Пузанов1. Доц. каф. ТРП, к.т.н.

173. Е.С. Трубачев 02.09.2004 г.