Řemeslníci, technologové a frézaři obroben, jejichž strojní parky disponují odvalovacími frézami na ozubení, se pravidelně setkávají s problémy při výrobě spirálových válcových ozubená kola s otázkou co nejpřesnějšího výběru diferenciálů.

Aniž bychom zacházeli do podrobností o fungování kinematického schématu odvalovací frézky na ozubení a technologický postupřezání zubů odvalovací frézou tento úkol spočívá v sestavení dvoustupňové válcové převodovky s daným převodovým poměrem ( u) ze stávající sady náhradních kol. Tato převodovka je diferenciální kytara. Sada (nástavec ke stroji) obvykle obsahuje 29 ozubených kol (někdy i více než 50) se stejným modulem a průměrem díry, ale s jiným počtem zubů. Sada může obsahovat dvě nebo tři ozubená kola se stejným počtem zubů.

Kytarový diferenciální obvod je znázorněn níže na obrázku.

Ladění kytarového diferenciálu začíná určením konstrukčního převodového poměru ( u) podle vzorce:

u =p *sin (β)/(m *k)

p– parametr konkrétního modelu stroje (číslo se čtyřmi až pěti desetinnými místy).

Hodnota parametru ( p) individuálně pro každý model, je uveden v pasu zařízení a závisí na kinematickém schématu pohonu konkrétní odvalovací frézky na ozubení.

β – úhel sklonu zubů řezaného kola.

m– normální modul řezného kotouče.

k– počet průchodů varné desky zvolené pro danou úlohu.

Poté musíte vybrat ze sady následující čtyři převody s počtem zubů Z 1, Z 2, Z 3 A Z 4, takže po instalaci do diferenciálu tvoří převodovku s převodovým poměrem ( u') co nejblíže vypočítané hodnotě ( u ).

(Z1/Z2)*(Z3/Z4)=u’ ≈u

Jak to udělat?

Volbu počtu zubů ozubených kol pro zajištění maximální přesnosti lze provést čtyřmi způsoby (alespoň ty jsou mi známy).

Zvažme stručně všechny možnosti pomocí příkladu ozubené kolo s modulem m = 6 a úhel zubu β = 8°00'00''. Parametr stroje p = 7,95775. Fréza na varnou desku - jednoprůchodová k = 1.

Abychom eliminovali chyby při více výpočtech, sestavujeme jednoduchý program v Excelu, skládající se z jednoho vzorce pro výpočet převodového poměru.

Odhadovaný převodový poměr kytary ( u) číst

v buňce D8: =D3*SIN (D6/180*PI())/D5/D4 =0,184584124

Relativní chyba výběru by neměla překročit 0,01 %!

δ =|(u -u’ )/u |*100<0,01%

U vysoce přesných převodovek může být tato hodnota mnohem nižší. V každém případě byste se měli vždy snažit o maximální přesnost výpočtů.

1. „Manuální“ výběr diferenciálních kytarových kol.

Hodnota převodového poměru ( u) jsou reprezentovány aproximací ve formě obyčejných zlomků.

u =0,184584124≈5/27≈12/65≈79/428≈ 91/493 ≈6813/36910

To lze provést pomocí programu pro reprezentaci vícehodnotových konstant pomocí aproximací ve formě zlomků se zadanou přesností nebo výběrem v Excelu.

Vybereme zlomek, který je vhodný pro přesnost a jeho čitatel a jmenovatel rozložíme na součiny prvočísel. Prvočísla v matematice jsou ta, která jsou dělitelná beze zbytku pouze 1 a sebou samými.

u' = 91/493 = 0,184584178

91/493=(7*13)/(17*29)

Čitatele a jmenovatele výrazu vynásobíme 2 a 5. Dostaneme výsledek.

((5*7)*(2*13))/((5*17)*(2*29))=(35*26)/(85*58)

Z1=26 Z2=85 Z3=35 Z4=58

Vypočítáme relativní chybu vybrané možnosti.

δ =|(u -u’ )/u |*100=|(0,184584124-0,184584178)/0,184584124| *100 = 0,000029 %<0.01%

2. Naladění kytary podle referenčních tabulek.

Pomocí tabulek referenční knihy M.I. Petřík a V.A. Shishkov „Tabulky pro výběr rychlostních stupňů“ můžete rychle vyřešit zvažovaný problém. Metodika práce je podrobně a přehledně popsána hned na začátku knihy.

Standardní sada V.A. Shishkova obsahuje 29 ozubených kol s počtem zubů: 23; 25; třicet; 33; 37; 40; 41; 43; 45; 47; 50; 53; 55; 58; 60; 61; 62; 65; 67; 70; 73; 79; 83; 85; 89; 92; 95; 98; 100.

Použijme tuto sadu k vyřešení našeho problému.

Výsledek výběru z tabulek:

Z1=23 Z2=98 Z3=70 Z4=89

u’ =(23*70)/(98*89)=0,184590690

<0,01%

3. Diferenciální kytara on-line.

Přejděte na webovou stránku: sbestanko.ru/gitara.aspx a pokud je váš model stroje v seznamu zdrojových dat, nastavte parametry řezaného kotouče a odvalovací frézy a počkejte na výsledek výpočtu. Někdy to trvá dlouho, někdy nenachází řešení.

Pro náš příklad služba neposkytla řešení pro přesnost na 5 a 6 desetinných míst. Ale pro přesnost, 4 desetinná místa dávala 136 možností!!! Jako - šťouchněte se!

Nejlepší výsledky prezentované online službou:

Z 1 = 23 Z 2 = 89 Z 3 = 50 Z 4 = 70

u’ =(23*50)/(89*70)=0,184590690

δ =|(u -u’ )/u |*100=|(0,184584124-0,184590690)/0,184584124| *100 = 0,003557 %<0,01%

4. Nastavení kytarového diferenciálu v programu kalkulačky Duncans Gear.

Použití tohoto bezplatného programu je zřejmě tou nejlepší možností ze čtyř nabízených ke zvážení. Program nevyžaduje instalaci a začne fungovat ihned po spuštění souboru gear.exe. Soubor Help.txt obsahuje stručné uživatelské pokyny. Program si bez problémů stáhnete na oficiálních stránkách metal.duncanamps.com/software.php.

Jednou z hlavních výhod programu je, že umožňuje najít řešení ze sady skutečně k dispozici vyměnitelná ozubená kola. Uživatel může změnit složení stavebnice. Po vypnutí programu se zadaná sada vyměnitelných ozubených kol uloží do paměti a při opětovném spuštění nevyžaduje opětovné zadání!

Níže uvedený snímek obrazovky ukazuje výsledek práce programu s uvažovaným příkladem při použití standardní sady V.A. Šiškova.

Nejpřesnější kombinace jsou umístěny v horní části konečného seznamu. Výsledek je shodný s výsledky ladění kytarového diferenciálu pomocí referenčních tabulek a pomocí on-line služby.

Na dalším obrázku je výsledek činnosti programu při použití sady sestávající ze standardního V.A. Shishkov a dvě další kola se zuby číslo 26 a 35.

Výsledek opakuje výsledek „ručního“ výběru!

„Manuálním“ výběrem jsme spíše náhodou našli nejpřesnější řešení. Výsledný výsledek však zahrnuje ozubená kola s čísly zubů 26 a 35, která nemusí být součástí stroje.

Pokud se nevážete na konkrétní sadu náhradních kol, pak zrušením zaškrtnutí políčka získáme sady čtyř převodů, které poskytují nejvyšší dosažitelnou přesnost ve výše uvedeném rozsahu čísel zubů. Můžete si vyrobit náhradní kola, která nejsou součástí stroje a použít je při nastavování diferenciální kytary.

Po výběru převodů byste si měli ověřit možnost jejich umístění (sestavitelnosti) v těle kytary stroje. Příručky ke strojům obsahují speciální nomogramy, které to usnadňují. V krajním případě lze sestavitelnost diferenciální kytary ověřit experimentálně.

Vážení čtenáři, zanechte prosím recenze, dotazy a komentáře v komentářích ve spodní části stránky.

Řezání válcových ozubených kol na frézce pomocí univerzální dělicí hlavy (UDG)

1. Základní ustanovení

Tabulka 1. Sada osmi kotoučových modulárních řezaček

Profil každé frézy sady je vyroben podle nejmenšího počtu zubů intervalu (např. u frézy č. 2 při Z = 14), proto největší chyba vzniká při výrobě kol s největším počtem zubů. zuby každého intervalu. Kromě chyby spojené s nepřesností přístroje je vždy chyba v činnosti dělicí hlavy.

Metoda kopírování se používá pouze v individuální a někdy i malosériové výrobě.

2. Nastavení stroje

Polotovar ozubeného kola je připevněn k trnu maticí. Trn se upíná do tříčelisťového sklíčidla, které je našroubováno na vřeteno dělící hlavy. Druhý konec trnu je podepřen koníkem (obr. 2).

Odpovídající modulární kotoučová fréza se namontuje na trn vřetena stroje a instaluje se do středu obrobku. Chcete-li to provést, zvedněte stůl, dokud střed trnu obrobku nebude v jedné rovině se spodní částí frézy. Potom se stůl pohybuje v příčném směru, dokud se střed trnu obrobku nekryje s horní částí zubu frézy. Poté se stůl spustí a obrobek se přivede pod řezačku (podélný posuv), takže se mezi ně vloží list tenkého papíru. Poté se obrobek oddálí od frézy, čímž se stolu dostane podélný posuv, a stůl se zvedne do hloubky frézování, přičemž se počítá podél číselníku.

Než začnete řezat zuby, musíte zkontrolovat nastavení a seřízení stroje. Řezné režimy – řezná rychlost a posuv jsou uvedeny v tabulkách pro zpracování daného materiálu.

Hloubka řezu se rovná výšce zubu t = h.

3. Univerzální dělicí hlavy

Dělicí hlavy jsou důležitým příslušenstvím konzolových frézek, zejména univerzálních, a používají se tam, kde je potřeba frézovat hrany, drážky, drážkování, zuby kol a nástroje umístěné pod určitým úhlem vůči sobě. Lze je použít pro jednoduché a diferenciální dělení.

Pro výpočet požadovaného úhlu natočení vřetena 1 dělicí hlavy (obr. 4), a tedy trnu 7 s na něm upevněným obrobkem 6, se používá dělicí kotouč (ciferník) 4, který má několik řad otvorů na obou stranách, umístěné na soustředných kruzích. Otvory na disku jsou určeny k upevnění rukojeti A v určitých polohách pomocí zajišťovací tyče 5.

Rýže. 4. Kinematické schéma univerzální dělicí hlavy (UDG)

Přenos z rukojeti na vřeteno dělicí hlavy se provádí pomocí dvou kinematických řetězů.

Při diferenciálním dělení se uvolní zarážka 8, která zajistí číselník k tělu dělicí hlavy, vypne se šnekový pár 2, 3 a při otočení rukojetí s číselníkem se provede převod na vřeteno pomocí řetězu. :

Kde i cm je převodový poměr vyměnitelných převodů.

S jednoduchým rozdělením jsou vyměnitelné převody deaktivovány, číselník je nehybný, blokovací tyč je zapuštěna v rukojeti, při otáčení se pohyb přenáší na vřeteno pomocí řetězu:

Charakteristikou dělicí hlavy N je převrácená hodnota převodového poměru šnekového páru (obvykle N = 40).

3.1. Nastavení dělicí hlavy pro jednoduché dělení

Při nastavování dělicí hlavy pro jednoduché dělení jsou výměnná ozubená kola odstraněna a rovnice kinematického nastavovacího řetězce má následující tvar:

,
kde Z 0 je počet dělení, která je třeba provést;

a – počet otvorů na soustředné kružnici dělícího kotouče 4 odpovídající výpočtu;
c – počet otvorů, do kterých se rukojeť A přesune;
Z chk – počet zubů šnekového kola;
K – počet průchodů červem.

Z rovnice vyplývá:

,

kde Zchk = 40; K = 1; Z 1 = Z 2, odtud:

K dělicí hlavě (UDGD-160) je připojen dělicí kotouč se sedmi soustřednými kruhy s otvory na každé straně.

Počet otvorů pro dělicí kotouče:

Na jedné straně - 16, 19, 23, 30, 33, 39 a 49;

Na druhé straně - 17, 21, 29, 31, 37, 41 a 54.

Maximální průměr obrobku je 160 mm.

Příklad nastavení

Nastavte dělicí hlavu pro obráběcí převod Z 0 =34:

.

K provedení tohoto rozdělení je tedy nutné provést jednu celou otáčku kliky a na kružnici s počtem otvorů 17 kliku otočit pod úhlem odpovídajícím 3+1 otvorům a zafixovat v této poloze.

Pro instalaci rukojeti se zámkem na požadovaný kruh dělícího kotouče (obr. 5) je třeba povolit upínací matici, otočit rukojetí tak, aby tyč zámku zapadla do otvoru v kruhu, a znovu upevnit matice.

Pro počítání dílků použijte posuvný sektor, který se skládá ze dvou pravítek 1 a 5, upínacího šroubu 3 pro jejich upevnění v požadovaném úhlu a pružné podložky, která zabrání libovolnému otáčení sektoru.

Po určení potřebné kružnice na dělícím kotouči a odhadnutého počtu otvorů, do kterých se má západka přesunout, se sektor nastaví tak, aby počet otvorů mezi pravítky byl o jednu větší než počet získaný počítáním (pozice 2 a 4 ) a ihned po posunutí západky se otočí. Sektor by měl zůstat v této poloze až do dalšího dělení a měl by být přiveden do otvoru hladce a opatrně, aby západka vyjmutá z pojistky vstoupila do otvoru působením pružiny.

Pokud se rukojeť posune za požadovaný otvor, zatáhne se o čtvrt nebo půl otáčky zpět a vrátí se zpět do odpovídajícího otvoru. Pro přesné dělení by se rukojeť se zámkem měla otáčet vždy stejným směrem.

Počet otáček kliky pro jednoduché dělení je uveden v příloze. 1, pro diferenciální dělení - v adj. 2.

3.2. Kontrola velikosti zubů

Po vyříznutí prvního zubu je třeba změřit jeho tloušťku posuvným měřítkem nebo posuvným měřítkem a výšku zubu pomocí hloubkoměru.

Tloušťka zubu S = m a,

Kde m je modul ozubeného kola v mm;

A – korekční faktor (tabulka 2).

Tabulka 2. Závislost korekčního faktoru na počtu zubů

Tento materiál vychází z přednášek z Katedry materiálové technologie (MTM)

Z hlediska technologie a kinematiky je takový proces jako řezání ozubených kol, je jednou z nejnáročnějších operací prováděných při zpracování obrobků na kovoobráběcích strojích. Operace podle řezání ozubených kol s jsou klasifikovány jako velmi pracné, protože při jejich realizaci je nutné odebrat značné množství kovu, aby se zajistila potřebná geometrická konfigurace hotového výrobku, a to tak, aby přesná shoda profilů zubů s konstrukční parametry jsou zajištěny.

Postup řezání zubů na ozubených kolech zahrnuje použití technologických postupů jako je frézování, hoblování, broušení, sekání, protahování, válcování a některé další.

Pro dosažení požadované konfigurace profilu zubů, když řezací ozubená kola používají se dvě hlavní metody: válcování (kroužkování) a kopírování (dělení).

Metoda kopírování pro řezání ozubených kol

Podle této běžné metody, kdy řezací ozubená kola Pomocí metody kopírování se dutina, která se nachází mezi zuby, vyřeže specializovaným řezným nástrojem (protahovačka, kotoučová nebo prstová fréza, fréza, brusný kotouč), který má stejný profil jako samotné řezné hrany. Podle technologie se musí shodovat s profilem, který má dutina zpracovávaného kola.

Při použití frézek pro řezání ozubených kol metodou kopírování se používají kotoučové modulární řezačky. Samostatně, s každým jednotlivým dělením, je řezán přesně definovaný zub kola.

Nejčastěji se vyrábí pomocí kotoučových řezaček prořezávání zubů na ozubená kola, která se používají jako náhradní díly pro různé stroje a mechanismy. Tento způsob je účinný pro výrobu kusového zboží nebo malých sérií. Je třeba poznamenat, že neumožňuje dosažení vysoké přesnosti při výrobě hotových výrobků.

Řezání zubů pomocí kotoučové frézy se vyrábí následovně: obrobek je upevněn v dělicí hlavě umístěné na stole frézky; provádí translační pohyb podél podélného posuvu k fréze, která se při upevnění ve vřetenu otáčí. Díky tomu je v obrobku vyříznuta drážka odpovídající konfiguraci dutiny umístěné mezi zuby. Na konci jedné operace tohoto procesu se pomocí dělicí hlavy obrobek otočí a zafixuje v další poloze a proces zpracování se znovu opakuje a tak dále, dokud nejsou proříznuty všechny zuby.

Způsoby řezání ozubených kol

K výrobě se ve většině případů používají prstové modulární frézy řezání ozubených kol s velkým modulem na frézkách. Předpokladem úspěšného provedení takové práce kvalifikovaným personálem je nezbytná konfigurace řezného nástroje: profil prstových i kotoučových fréz se musí nutně shodovat s profilem dutin umístěných mezi zuby opracovávaného kola.

Provozní režim prstových fréz je poměrně složitý: zažívají značné zatížení, a proto se často „stlačují“, což negativně ovlivňuje přesnost zpracovávaných produktů. Navíc je nutné počítat s tím, že řezný nástroj má kónický tvar, což znamená, že při jeho zpracování nelze použít zvýšené řezné podmínky.

Metoda odvalování pro řezání ozubených kol

Na řezací ozubená kola metodou válcování dochází k formování tvaru zubu ozubeného kola odvalováním dvojice ozubených kol, jejíž součástí je samotný obrobek a druhou je řezný nástroj. V praxi je vhodné jej používat pouze v hromadné výrobě, protože je nutné vyrábět vysoce přesné nástroje (speciální frézy).

Další poměrně běžná výrobní metoda ozubená kola je použití varných fréz. Tento řezný nástroj má v normálním průřezu lichoběžníkový tvar a z hlediska geometrického uspořádání se jedná o ozubený hřeben s určitými předními a zadními úhly ostření.

Řezání zubů pomocí odvalovacích fréz se provádí tradičním způsobem: řeznému nástroji je udělován rotační pohyb a obrobku je udělován posuvný pohyb v kombinaci s rotačním. V důsledku této kombinace pohybů se získají profily zubů evolventního ozubeného kola.

Pro výrobu ozubená kola používají se také tzv. dolbyaky. Spolu s varnými deskami jsou univerzálními nástroji. Pokud mluvíme o všech metodách používaných pro výrobu ozubených kol, pak mezi nimi nejproduktivnější a nejpřesnější je válcování.

pro první výběrovou skupinu převodových stupňů i 4 = 1/j 3 ; i5 = 1/1;

pro druhou výběrovou skupinu převodů i 6 =1/ j 4 ; i 7 = j 2.

Po stanovení převodových poměrů všech převodů zahrnutých v kinematickém diagramu je nutné určit počet zubů ozubených kol.

PŘEDNÁŠKA 5

4.4. Výpočet počtu zubů ozubených kol

Počet zubů u skupinových ozubených kol lze vypočítat pomocí metody nejméně společného vícenásobku nebo tabulkové metody. Metoda nejmenšího násobku je nejvhodnější pro případ, kdy převodové poměry jsou poměry prvočísel.

Aby se snížil rozsah nástrojů pro řezání ozubených kol a snížily náklady na stroj, měly by být moduly všech ozubených kol stejné skupiny vyrobeny identické. V tomto případě je šířka silně zatížených převodů zvětšena nebo jsou vyrobeny z kvalitnějších materiálů při zachování výkonu.

Při výpočtu počtu zubů je nejtypičtějším případem výpočet ozubené skupiny složené z čelních kol (úhel sklonu bj== 0) stejného modulu.

Nejméně běžná vícenásobná metoda

Protože osová vzdálenost w pro všechna ozubená kola skupiny je konstantní hodnota (obr. 4.9) a rovná se

pak by se stejným modulem ozubených kol měl vztah platit

kde a w je vzdálenost mezi středy skupiny ozubených kol ;

m - modul v mm;

b j - úhel sklonu zubů;

: Sz je součet počtu zubů protilehlých kol;

z j a z’ j .-počet zubů hnacího a hnaného kola.

Převodový poměr dvojice ozubených kol

Z rovnic (4.13) a (4.14) vyplývá

Nechť ij = -^" = - L, kde f j a g j jsou prvočísla. Poté budou mít formu vzorce pro výpočet počtu zubů

Protože z j a z" j musí být vyjádřeny jako celá čísla, součet počtu zubů S z musí být násobkem (f j + g j), tzn.

kde K je nejmenší společný násobek všech součtů (f j + g j) vypočtené skupiny převodových stupňů;

E - celé číslo; E = 1; 2; 3; ...

Je-li počet zubů ozubeného kola vypočtený podle vzorců (4.16) menší než přípustná hodnota určená podmínkou pro řezání zubů, tedy Z min.< 17¸18, то

Hodnota Emin se zaokrouhlí na nejbližší vyšší celé číslo. Pokud se z konstrukčních důvodů ukáže, že součet zubů je nepřijatelně malý, pak se zvýší o celé číslo na přijatelnou hodnotu. Na druhé straně by součet zubů S z neměl být větší než 100-120.

Příklad. Vypočítejte počet zubů v hlavní skupině ozubených kol podle Obr. 4.9 a 4.10. Jmenovatel j = 1.26. Z grafu (viz obr. 4.10) určíme převodové poměry skupiny sestávající ze tří převodů a zapíšeme je do tabulky. 4.3.

Pro převodový poměr i min = 7/11 určíme E min tak, že vezmeme z min =18;

E min = 18(7+11)/7*18"3; pak bude součet zubů

S z = E" *K = 3 * 18 = 54. Pomocí vzorců (4.16) zjistíme

Vypočítá se počet zubů v libovolné skupině pohonů

Podobným způsobem. .

Tabulková metoda

Pro usnadnění výpočtu počtu zubů skupinových ozubených kol je uvedena tabulka. 4.4 s uvedením počtu zubů menšího ozubeného kola. Prázdné buňky znamenají, že pro dané množství S z nelze převodový poměr udržet v požadovaných mezích s maximální dovolenou chybou ±10 (j-1) %.

Při stanovení počtu zubů dle tabulky. 4.4 pro vypočtenou skupinu ozubených kol je součet zubů protilehlých kol S z zvolen tak, aby poměr počtu zubů tohoto součtu Z j /Z¢ j poskytoval všechny převodové poměry protilehlých dvojic v tomto skupina. Součet zubů protilehlých kol S z by neměl být větší než 120.

Příklad. Určete počet zubů tří párů protilehlých ozubených kol, které by měly poskytovat převodové poměry

Pokud podle tabulky 4.4 vezměte například Sz=76, pak když

Ii = 1/2,82; zi:z¢i=(76-20):20 a když i2=1/2; a i 3 = 1/1,41 máme prázdné buňky. Proto je nutné najít hodnotu S z, která vyhovuje všem třem převodovým poměrům.