Анализ целесообразности применением технологических методов отделочной обработки зубья, страница 11

В настоящее время технология зубонарезания конических колес с прямыми зубьями по сравнению с другими зуборезными процессами (для цилиндрических колес, для конических колес с криволинейными зубьями) характеризуется отставанием как по производительности, так и по точности. Конструкция конического колеса с прямыми зубьями в традиционном исполнения такова, что формообразование боковых поверхностей его зубьев производится при прямолинейном возвратно-поступательном движении лезвий инструмента. Стремление повысить производительность привело к созданию двух процессов, где главным движением является вращательное.

В начале семидесятых годов была разработана конструкция конической передачи с криволинейными образующими поверхностей вершин и впадин (рисунок 3.11). Колеса такого типа обладают рядом достоинств. К главным из них можно отнести повышение изгибной прочности зуба, что в тихоходных силовых передачах (например, автомобильный дифференциал) особенно важно. Меняющийся вдоль зуба коэффициент перекрытия в сочетании с бочкообразностью зубьев позволяет стабильно локализовать пятно контакта.

Кроме того, колеса с криволинейными образующими поверхностей вершин и впадин имеют ценные технологические свойства. Конструкция зубчатого венца позволяет успешно применять для его формообразования процессы пластического деформирования, порошковой металлургии и др. Закругление образующих вершин и впадин дает следующие преимущества:

• хорошее заполнение полости матрицы или формы, рациональное сочетание направления и скорости течения металла в процессе пластического деформирования, значительное уменьшение рыхлостей и выкрашиваний в заготовках, получаемых из металлопорошка, повышение стойкости штамповочного инструмента, хорошие условия для извлекания готовой заготовки из матрицы или формы.

Из сказанного следует, что создание конических колес нового конструктивного оформления позволяет наилучшим образом использовать процессы пластического деформирования. Для обработки таких колёс требуется создание нового зуборезного процесса, основанного на использовании дисковых инструментов. По аналогии с процессом зубонарезания спаренными дисковыми фрезами (резцовыми головками) дисковые инструменты должны иметь нулевой угол профиля. Радиус дискового инструмента должен точно соответствовать радиусу, которым очерчивается дно впадины (см.рисунок 3.11). Для колес, сконструированных согласно патенту этот радиус очень мал, для того, что бы создать достаточно удобную в технологическом и эксплуатационном отношении конструкцию инструмента. Именно в связи с этим целесообразно создать передачу с коническими колесами, которые занимают промежуточное положение между колесами традиционного исполнения и колесами по патенту. Такие колеса (рисунок 3.12) могут обрабатываться относительно небольшими дисковыми инструментами. Они сохраняют такое основное преимущество колес, выполненных согласно, как высокую изгибную прочность зуба. Такие колеса в дальнейшем мы будем называть колесами с усиленными по торцам зубьями.

Для эффективного применения и изготовления конических колёс с усиленными по торцам зубьями необходимо разработать методику расчета геометрических параметров передачи и определить геометрическую форму профилирующей части инструмента и параметры его установки.

С точки зрения технологии изготовления инструмента и оснастки наиболее удобными являются дуги окружностей. Ранее отмечалось, что при ширине венца, установленной согласно литературным рекомендациям радиус, которым очерчивается дно впадины, оказывается столь небольшим, что это исключает возможность создания рациональной конструкции дискового инструмента. Этот недостаток особенно проявляется в парах с большим передаточным отношением.

Учитывая изложенные обстоятельства, было принято решение разработать конструкцию венца прямозубых конических передач с криволинейными образующими поверхностей вершин и впадин, которая должна удовлетворять условию осуществления чистовой обработки с применением режущего инструмента в виде диска, работающего во впадине венца заготовки. Конструкция этих колес должна отвечать следующим условиям: