Введение к работе
Актуальность проблемы. Одним из направлений повышения качественных характеристик современных машин является улучшение Физико-неханических свойств поверхностного слоя зубчатых колес, относящихся к числу наиболее нассовых и ответственных деталей машин.
Зубчатые колеса тракторов и автомобилей, исследованию качества рабочих поверхностей зубьев которых посвяшена данная работа, часто имеют недостаточную несущую способность и не обеспечивают надежную и долговечную работу этих машин. Так при капитальном ремонте тракторов заменяется 30-50Z зубчатых колес, а ежегодно - от 10 до 30Х. Особое внимание должно быть уделено управлению технологическини процессами обработки зубчатых колес, обеспечиваюшини необходимое качество этих деталей.
Физико-механические свойства рабочих поверхностей зубьев, исследуемые в данной работе, оказывают большое влияние на многие эксплуатационные характеристики зубчатых передач. Формируются же эти свойства в основной на стадии получения заготовки, операциях механической и термической обработки деталей. Причем вопросы формирования этого качества должны рассматриваться не изолированно, а комплексно для всего технологического процесса с учетон явления технологической наследственности на всех стадиях обработки и даже эксплуатации зубчатых передач. Следовательно, чтобы обеспечить нужные значения Физико-механических характеристик поверхностного слоя у окончательно обработанных деталей, необходимо знать, как изменяются эти характеристики на всех стадиях обработки детали, начиная с первой операции Формирования зубчатого венда - операции зубофрезе-рования. Обеспечить же необходимый уровень их значений на этой операции можно за счет изменения режимов зубоФрезерования. Решить эти задачи можно с помощью зависимостей, описывающих пронесен пооперационного изменения параметров качества поверхности зубьев цилиндрических зубчатых колес на различных этапах их изготовления, а также влияюших на эти параметры режимов зубоФрезерования.
С учетом сказанного, проведение комплексных исследований по выбору оптимальных значений параметров качества рабочих поверхностей зубьев на всех стадиях обработки зубчатых колес с целью обеспечения их требуемых значений у окончательно обработанных колес, ян -ляется актуальной задачей.
Цель работы. Получение необходимого качества поверхности зубьев цилиндрических зубчатых колес, определяемого служебным назначением детали, как результат воздействия комплекса последовательно выполняемых операций механической и термической обработки с учетом Фактора технологического наследования параметров качества поверхности на этих операциях.
Общая методика исследований. Анализ законов распределения показателей качества рабочих поверхностей зубьев прямозубых цилиндрических зубчатых колес для различных видов и условий зубообработки, а также стационарности и эргодичности процессов зубообработки производился с поношью методов статистической проверки гипотез, теории корреляции, теории случайных функций.
Исследование взаимосвязей между параметрами качества поверхности зубьев на смежных технологических операциях, а также исследование влияния режимов зубофрезерования на данные параметры производилось с помошыо методов одно- и многофакторного корреляционно-регрессионного и дисперсионного анализа, планирования экспериментов.
Большинство расчетов выполнялось на ЭВМ при тщательной оценке достоверности получаемых результатов.
Научная новизна. Для 4-х показателей качества рабочих поверхностей зубьев цилиндрических зубчатых колес ( шероховатость, иикротвердость, остаточные напряжения 1-го и 2-го рода) на различных операциях механической и термической обработки установлены законы распределения этих параметров, показана стационарность и эргодичность процессов зубообработки для этих показателей качества поверхности на всех операциях зубообработки, включая предварительную, термическую и отделочную.
Разработана оригинальная методика рентгенографического исследования остаточных напряжений 1-го и 2-го рода, особенность которой в том, что делается несколько (6-8) рентгенограмм по боковой поверхности зуба от основания до вершины перпендикулярно образующей, производятся соответствующие вычисления по каждой рентгенограмме и берется далее среднее арифметическое этих значений.
Разработана новая методика исследования пооперационного изменения значений шероховатости, микротвердости и остаточных напряжении в поверхностном слое зубьев с использованием явления технологической наследственности.
Установлены основные закономерности пооперационного изменения расснатриваеных параметров качества поверхности зубьев цилиндрических колес на основных олерапиях их изготовления, а такхе Формирования этих параметров при зубофрезеровапии червячной Фрезой.
Практическая ценность. Результаты проведенных исследований из-лохены в СТП 930-1379-90, который внедрен и действует на Нинскон заводе шестерен.
Как показало применение разработанных методик, за счет оптимизации рехинов резания на операции зубоФрезерования, качество рабочих поверхностей зубьев ноіет быть повышено принерно на 20-30Z, а за счет выбора рациональных требований к качеству поверхности зубьев на всех последующих операциях с петом технологической наследственности в такой хе степени повышено это качество у окончательно обработанных деталей.
Обший экономический эффект от проведенных работ составил 200-250 тыс. рублей в год в условиях Нинского завода шестерен. Наряду с этин большой экономический эффект в народной хозяйстве получен за счет уменьшения расходов на запчасти, а такхе эксплуатацию и ремонт тракторов НТЗ-80/82 при увеличении сроков слухбы цилиндрических зубчатых колес трансмиссий этих машин.
. Апробация работы. Основные положения работы докладывались на 11 научных конференциях- в тон числе на Международном коллоквиуме "Внутренние напряжения и побєркностнсє упрочнение", г. Цвикау, 1989 г.; Всесоюзной научно-технической конференции "Повышение технического уровня зубчатых передач энергонасыщенных тракторов", г.Харьков, 1983 г.; Всесоюзной научно-технической конференций "Не-сушая способность и качество зубчатых передач и редукторов машин", г. Алма-Ата, 1985; Всесоюзной научно-технической конференции "Технологические методы обеспечения качества и надежности зубчатых пере дач", г. Кургап, 1990; Всесоюзной научно-технической конференции "Зубчатые колеса - современность и прогресс", г.Одесса, 1990 г.
Публикации. По материалам исследований опубликовано 14 печатных работ.. ','
Структуре и обьен работы. Диссертация состоит из введения и пяти глав. Содержит 179 страниц машинописного текста, 32 стганицы рисунков, 18 таблиц, приложения на 42 страницах и списка литературы.
