Моделювання процесу нарізання зубчастих коліс цівкових передач дисковими фрезами методом радіально-кругового безперервного формоутворення
Автор: Брухаль Павло Романович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Технології машинобудування
Інститут: Інститут механічної інженерії та транспорту
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2022-2023 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Актуальність дослідження. Прогресивні розробки в галузях промисловості ґрунтуються на нових технологіях, що забезпечують підвищення функціональних характеристик машин та обладнання. Застосовувані у виробах машинобудування приводи , що складаються із зубчастих передач та визначаються енергоємністю, навантажувальною здатністю, точністю передачі обертового руху, які не відповідають сучасним вимогам. Для забезпечення відповідних експлуатаційних параметрів машин, обладнання, механізмів можуть використовуватись редуктори у яких використовуються циклоїдні зубчасті передачі, зокрема цівкові передачі. Цівкові передачі належать до планетарних передач з позацентроїдним. Приводи із цівковими передачами виділяються малими габаритами та масою, високим ККД, великим терміном експлуатації, низькою інерційністю, швидкодією, великою навантажувальною здатністю за рахунок багатопарності зачеплення, плавністю роботи, надійністю, компактністю. Конструктивна особливість планетарно-цівкових передач роблять їх застосування одним з найбільш ефективних та перспективних у приводах виробничих машин, верстатів, роботів, пристроїв керування. Функціональні показники цівкових зубчастих коліс і передач залежать від отриманих на операціях зубонарізання показників точності. Нарізання зубчастих коліс виконують двома методами – методом копіювання та обкату. Застосування кожного окремого методу залежить відбагатьох факторів, таких, як габарити коліс, річної програми випуску, наявності відповідного обладнання та фінансові можливості підприємства. Метод копіювання реалізується за допомогою дискових або кінцевих модульних фрез при дискретному повороті заготовки зубчастого колеса на один кутовий крок. Метод копіювання належить до малопродуктивних і такого, що не забезпечує високої точності за нормами кінематичної точності. Метод обкату реалізується за допомогою черв’ячних фрез на зубофрезерних верстах при безперервному обертанні заготовки колеса тачерв’ячної фрези. Метод продуктивний та забезпечує необхідну точність нарізуваних зубчастих коліс. Методи нарізання зубчастих коліс використовуються для нарізання зубчастих коліс з евольвент ним профілем зуба. Для цього існують стандартизовані інструменти. Для нарізання зубчастих коліс із циклоїдним профілем зуба стандартизовані зуборізні інструменти відсутні, тому для виконання зубонарізних операцій потрібні спеціальні інструменти, які належать до високовартісних зуборізних інструментів. Для здійснення ефективного нарізання зубчастих коліс з циклоїдним профілем зубців доцільно використовувати спосіб радіально-колового формоутворення зубців встановленими з ексцентриситетом дисковими фрезами при безперервному узгодженому обертанні дискової фрези та нарізуваногозубчастого колеса на зубофрезерному верстаті. Однак, для здійснення процесу нарізання зубчастих коліс з циклоїдним профілем відсутні відомості про налагодження технологічної системи у якій реалізується спосіб радіально-кругового формоутворення профілю зубців. Тому, актуальним для машинобудування є встановлення технологічних параметрів моделюванням процесу радіально-колового формоутворення дисковою фрезою, встановленою з ексцентриситетом на зубофрезерному верстаті, зубців циклоїдного профілю зубчастих коліс цівкової передачі . Мета дослідження – моделювання процесу формоутворення зубців циклоїдного профілю у циліндричних колесах цівкових планетарних позацентроїдних передач при безперервному радіально-коловому переміщенні дискових фрез. Об’єкт дослідження – процес радіального та колового безперервного формоутворення дисковою фрезою зовнішнього зубчастого вінця циліндричного колеса цівкової планетарної зубчастої передачі. Предмет дослідження – технологічні характеристики процесу профілювання зубчастих коліс цівкової планетарної передачіЗадачі дослідження. 1. Аналіз функціональних характеристик планетарних цівкових зубчастих передач та технологічних можливостей способів нарізання зубчастих коліс циклоїдного профілю. 2. Розроблення моделей утворення профілю зубчастого колеса цівкової зубчастої передачі. 3. Моделювання профілювання зовнішніх зубців циліндричного зубчастого колеса дисковою фрезою при безперервному радіальному та коловому переміщенні. 4. Дослідження впливу технологічних параметрів процесу радіально- колового нарізання зубців дисковою фрезою на якісні характеристики циклоїдного профілю зубчастого колеса цівкової зубчастої передачі. Наукові результати. 1.Розроблені математичні моделі утворення профілю зубців циклоїдного профілю зубчастого колеса для цівкової планетарної передачі.2. Розроблені математичні моделі безперервного формоутворення бокових поверхонь зубців циклоїдного профілю на циліндричних зубчастих колесах дисковою фрезою встановленою з ексцентриситетом на інструментальній оправці зубофрезерного верстата. 3. Формування правого та лівого профілю зубців колеса здійснюється двома точками дискової фрези, встановленої з ексцентриситетом на оправці зубофрезерного верстата, які розміщені на мінімальній відстані від осі обертання оброблюваного зубчастого колеса. 4. Форма профілю нарізуваних зубців залежить від ексцентриситету, радіуса серединного кола , довжини головного різального ребра дискової фрези та числа нарізуваних зубців. Технологічними чинниками, що найбільше впливають на профіль зубців є ексцентриситет встановлення дискової фрези та ширина робочого ребра зубця дискової фрези. 5. Ексцентриситет встановлення дискової фрези та довжина головного різального ребра дискової фрези належить до основних технологічних факторів розрахунковий підбір яких забезпечує належну точність профілю якаоцінюється за величиною допуску форми профілю відповідних циліндричних коліс з евольвент ним профілем зубців відповідної точності. 6. Зовнішній радіус дискової фрези не впливає на утворення профілю зубчастого колеса способом радіально - кругового формоутворення. Практична цінність. 1. Запропоновано застосовувати спосіб радіально - кругового формоутворенням дисковою фрезою при безперервному обертанні заготовки, для нарізання зубців зовнішніх циліндричних коліс використовуваних у цівкових передачах. 2.Розроблена методика вибору технологічних параметрів налагодження зубофрезерних верстатів для нарізання зубчастих коліс циклоїдного профілю для цівкових зубчастих передач. 3. Запропоновано використовувати модель зубчастого колеса цівкової передачі в якості цифрового аналогу для визначення величини ексцентриситету встановлення дискової фрези при порівнянні з очікуваним циклоїдним профілем зубців колеса отримуваним дисковою фрезою способом радіально- колового формоутворення. 4. Запропоновано підбір технологічних параметрів виконувати застосовуючи параметричне моделювання утворення циклоїдного профілю зубців колеса. 5. Використання способу радіально - кругового формоутвореннядисковими фрезами для нарізання зубчастих коліс цівкових передач дозволить підвищити техніко-економічні показники при виготовленні цівкових приводів. Ключові слова: дискова фреза, цівкова планетарна передача, циклоїдний профіль, радіально-колове переміщення, технологічні параметри зубонарізання, зубофрезерування.