Введение к работе
Актуальность темы исследования. Решение задач повышения качества продукции и производительности её изготовления является одним из условий развития отечественного машиностроения. Выполнение повышенных требований к изделиям с помощью традиционных решений и приёмов, как показывает опыт, не даёт технического и экономического эффекта. В конкурентной борьбе за деньги потребителя и место на мировом рынке необходимы инновационные конструкторские и технологические решения, опирающиеся на патентно-защищенные схемы, теоретический фундамент и программно-методическое обеспечение.
Для широкого круга изделий, содержащих цилиндрические зубчатые передачи с большими передаточными числами (ЦЗП с БПЧ), задачу повышения качества (снижения уровня шума и вибраций, увеличения ресурса и т.п.) в ряде случаев можно решить, заменяя прямые зубья круговыми. Увеличение производительности изготовления таких передач, отличающихся повышенной трудоёмкостью, достигается при использовании полуобкатного способа, предусматривающего нарезание без движения обката колеса передачи и обработку зубьев шестерни с обкатом по производящему колесу. Такая схема в отличие от известных схем полностью имитирует рабочее зацепление и обеспечивает формирование зубьев шестерни, сопряжённых с зубьями колеса, нарезанными методом копирования, то есть с производительностью, увеличенной по сравнению с обработкой по методу обката.
Целью данной работы является улучшение эксплуатационных характеристик полуобкатных цилиндрических зубчатых передач за счёт повышения точности по норме контакта.
Для достижения цели в работе были решены следующие основные задачи:
-
Разработан новый способ формообразования зубьев шестерни, обеспечивающий благоприятные размеры и форму зоны касания зубьев в рабочем зацеплении.
-
Проведён геометрический и кинематический анализ станочного зацепления шестерни с производящим колесом и на его основе разработаны математическое и программное обеспечение процесса формообразования зубьев шестерни.
-
Проведён геометрический и кинематический анализ рабочего зацепления и промоделирована на ЭВМ работа зубчатой передачи.
-
Разработана методика автоматизированного расчета геометрических параметров передачи и зубчатых колес.
-
Разработана методика расчета параметров зуборезных головок и наладок зуборезных станков.
-
Дана сравнительная оценка производительности процесса нарезания зубьев шестерни и колеса
7 Изготовлены и проконтролированы по нормам точности опытные образцы зубчатых колес.
Объектом исследования является технология обработки круговых зубьев колёс полуобкатных цилиндрических передач (ПЦП).
Предметом исследования являются параметры станочного и рабочего зацепления колёс полуобкатной цилиндрической передачи, зуборезного инструмента и наладок зуборезных станков.
Методы исследования. При выполнении работы использовались научные основы технологии машиностроения и проектирования зуборезного инструмента, теория зубчатых передач, а также элементы высшей математики и компьютерного моделирования.
Автор защищает:
новый способ формообразования круговых зубьев шестерни ПЦП;
результаты моделирования станочного и рабочего зацепления ПЦП с круговыми зубьями, шестерня которой сформирована на базе производящего колеса, и полученные аналитические зависимости, позволяющие синтезировать такие передачи и осуществить технологическую подготовку их производства;
математическое и компьютерное обеспечение проектирования ПЦП с круговыми зубьями, режущих инструментов и наладок зубообрабаты-вающих станков;
результаты изготовления и контроля точности опытных образцов зубчатых колёс.
Научная новизна:
разработана геометро-кинематическая модель станочного зацепления цилиндрической шестерни с круговыми зубьями с производящим колесом;
установлена и формализована взаимосвязь геометрических параметров полуобкатной цилиндрической передачи с круговыми зубьями, шестерни которой сформирована в зацеплении с производящим колесом, с параметрами станочного зацепления, зуборезного инструмента и наладок оборудования.
Практическая значимость результатов работы заключается в повышении эксплуатационных характеристик ПЦП с круговыми зубьями за счёт улучшения размеров и формы суммарного пятна контакта зубьев.
Реализация результатов работы. Методика расчёта геометрических параметров ПЦП с КЗ, зуборезных инструментов и наладок станков, а также соответствующее программное обеспечение, приняты в ОАО "Тула-точмаш" для использования при проектировании зубчатых передач новых изделий и разработке технологических процессов их изготовления.
Апробация работы. Результаты работы докладывались и обсуждались на ежегодных научно-технических конференциях ТулГУ с 2008 по 2013 г., на международной юбилейной НТК "Инструментальные системы машиностроительных производств" (Тула, 2008 г.), на IV международной
научно-технической конференции "Современные проблемы в машиностроении" (Томск, 2008 г.), на научно-техническом семинаре "Прогрессивные технологии и оборудование механосборочного производства" (Москва, МГТУ "МАМИ", 2009 г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 работ, в том числе 5 статей в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, и одно описание изобретения.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка использованных источников и приложений. Работа изложена на 144 страницах машинописного текста, содержит 60 рисунков, 4 таблицы, библиографический список из 27 наименований.
Похожие диссертации на Технология обработки круговых зубьев колёс полуобкатной цилиндрической передачи
