Устройство для нарезания зубьев конических колес

(51)23 1/04, 5/00 НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАРЕЗАНИЯ ЗУБЬЕВ КОНИЧЕСКИХ КОЛЕС(71) Заявитель Государственное учреждение высшего профессионального образования Белорусско-Российкий университет(72) Авторы Хатетовский Станислав Николаевич Коротун Наталья Владимировна(73) Патентообладатель Государственное учреждение высшего профессионального образования Белорусско-Российкий университет(57) Устройство для нарезания зубьев конического колеса, размещаемое на столе зуборезного станка, содержащее оправку, механизм, перемещающий ось оправки по конической поверхности, выполненный в виде планетарной передачи, состоящей из водила, жестко связанного со столом станка, неподвижного центрального колеса с внутренними зубьями и сателлитного колеса с внешними зубьями, и передающий под углом при помощи универсального шарнира вращение на оправку со смещенной относительно вершины конической поверхности заготовкой, и другой универсальный шарнир, фиксирующий вершину конической поверхности оправки, причем обратная величина передаточного отношения планетарной передачи при ведущем сателлитном колесе и ведомом водиле не должна быть 9136 1 2007.04.30 целым числом, отличающееся тем, что универсальный шарнир, фиксирующий вершину конической поверхности оправки, установлен на центральном колесе, а передаточное отношение цепи деления станкаопределяется из выражения д,(1)з(1)1 где- параметр, равный 1, если нарезаются внешние зубья, или равный 2, если нарезаются внутренние зубья д - количество зубьев долбяка з - количество зубьев заготовки- модуль разности между количествами зубьев заготовки и воображаемого производящего колеса, с которым заготовка контактирует в прецессионном движении- передаточное отношение планетарной передачи. Изобретение относится к машиностроению, в частности к производству зубчатых изделий механических передач. Известно устройство для обработки зубчатых изделий с пространственно модифицированными зубьями, размещенное на столе станка и содержащее оправку, шарнирно связанную со столом посредством механизма качания ее оси по конической траектории, выполненного в виде трех обойм, одна из которых установлена соосно столу станка, а две других шарнирно соединены с оправкой и установлены эксцентрично друг другу и столу, и размещенной в отверстии крайней обоймы сферической опоры 1. Данное устройство имеет сложную конструкцию из-за наличия в нем гитары сменных шестерен. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является устройство для обработки изделий с пространственно модифицированными зубьями, размещенное на столе зуборезного станка, содержащее оправку и механизм качания оси оправки по конической траектории, вершина которой фиксируется универсальным шарниром, установленным на станке, а механизм качания оси оправки выполнен в виде планетарной передачи,состоящей из водила, жестко связанного с поворотным столом станка, сателлитного колеса, взаимодействующего с неподвижным центральным колесом с внутренним зубчатым профилем, и, передающего вращение на оправку со смещенной относительно вершины конической траектории заготовкой под углом при помощи другого универсального шарнира 2. Данное устройство предназначено для нарезания только наружных зубьев на зубофрезерных станках. Задачей настоящего изобретения является расширение технологических возможностей устройства за счет обеспечения возможности нарезания внутренних и внешних зубьев конических колес на зубодолбежных станках. Указанная задача достигается тем, что устройство для нарезания зубьев конических колес,размещаемое на столе зуборезного станка, содержащее оправку, механизм, перемещающий ось оправки по конической поверхности, выполненный в виде планетарной передачи,состоящей из водила, жестко связанного со столом станка, неподвижного центрального колеса с внутренними зубьями и сателлитного колеса с внешними зубьями, и передающий под углом при помощи универсального шарнира вращение на оправку со смещенной относительно вершины конической поверхности заготовкой, и другой универсальный шарнир,фиксирующий вершину конической поверхности оправки, причем обратная величина передаточного отношения планетарной передачи при ведущем сателлитном колесе и ведомом водиле не должна быть целым числом, согласно изобретению, универсальный шарнир,фиксирующий вершину конической поверхности оправки, установлен на центральном колесе, а передаточное отношение цепи деления станкаопределяется из выражения 2, з(1)1 где- параметр, равный 1, если нарезаются внешние зубья, или равный 2, если нарезаются внутренние зубья д - количество зубьев долбяка з - количество зубьев заготовки- модуль разности между количествами зубьев заготовки и воображаемого производящего колеса, с которым заготовка контактирует в прецессионном движении- передаточное отношение планетарной передачи. Пусть колесо с количеством з внутренних зубьев, обкатывается в прецессионной передаче с некоторой шестерней с наружными зубьями, количество которых - к 3. Колесо является заготовкой, а шестерня - производящим колесом. Внутренние зубья колеса невозможно нарезать на устройстве прототипа, т.к. движению инструмента будет препятствовать контрподдержка, которая фиксирует шарнир. Поэтому в предлагаемом устройстве данный шарнир установлен на неподвижной части самого устройства. Обработка заготовки ведется на зубодолбежном станке, т.к. на нем предусмотрена возможность нарезания внутренних зубьев. Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг. 1 изображено устройство в продольном разрезе, на фиг. 2 - местный вид Б устройства, а на фиг. 3 показан способ крепления заготовки с внешними зубьями. Устройство (фиг. 1) содержит оправку 1, на которой при помощи втулки 2 и гайки 3 крепится сменная наладка 4. В сменной наладке 4 базируется заготовка 5, которая закрепляется при помощи трех прихватов 6 и болтов 7. Заготовка 5 установлена на расстоянииотносительно центра прецессии О и обрабатывается долбяком 8, формирующим воображаемое производящее колесо 9, т.е. шестерню, с которой колесо контактирует в прецессионной передаче. Оправка 1 одной своей сферической поверхностью образует шарнирное соединение с крышкой 10, которая при помощи болтов 11 крепится к центральному колесу 12. Данное центральное колесо неподвижно, т.к. прикреплено к станине 13 станка при помощи трех болтов 14. Другой своей сферической поверхностью оправка 1 образует шарнирное соединение с сателлитным колесом 15, от которого за счет пальца 16, размещенного в пазах указанного сателлитного колеса 15 (фиг. 2), и получает вращение относительно ее собственной оси. Сателлитное колесо 15 установлено с эксцентриситетом А относительно оси стола 17 в подшипниках 18 и 19 водила 20. Данное водило жестко связано со столом 17 станка при помощи трех болтов 21. Подшипник 19 фиксируется на сателлитном колесе 20 при помощи кольца 22. Ось оправки 1 составляет с осью стола 17 станка (осью производящего колеса 9) угол . Устройство работает следующим образом. Вращение от долбяка 8 через цепь деления станка передается столу 17 и водилу 20, которое сообщает сателлитному колесу 15 планетарное движение относительно оси стола 17 станка. Это сателлитное колесо, находясь в зацеплении с неподвижным центральным колесом 12, получает вращение относительно собственной оси, которое при помощи шарнирного соединения передается под угломна оправку 1. При этом вращение оправки 1 будет происходить в сторону, противоположную вращению стола 17 станка. Благодаря планетарному движению сателлитного колеса 15 ось оправки 1 будет описывать коническую поверхность. Неподвижной точкой оправки 1 будет вершина О конической поверхности, которая будет являться также центром прецессии. Те же движения, которые совершает оправка 1, будут совершать и сменная наладка 4 с установленной в ней заготовкой 5. Втулка 23 предназначена для установки заготовки 24 с внешними зубьями, для которой производящим колесом 25 является колесо прецессионной передачи, имеющее внутренние зубья (фиг. 3). Заготовка 24 обрабатывается долбяком 26.(1) 9136 1 2007.04.30 Прецессионное движение колеса в передаче идентично движению заготовки 5 в устройстве, а долбяк 8 при своем вращении формирует зубья как заготовки 5, так и воображаемого производящего колеса 9. При этом передаточное отношение цепи деления станка, т.е.,(1) д где с - угловая скорость вращения стола 17 станка д - угловая скорость вращения долбяка 8,может быть выражено через количества зубьев заготовки 5, долбяка 8, производящего колеса 9, а также количества зубьев центрального колеса 12 и сателлитного колеса 15. Последние два колеса составляют вместе с водилом 20 планетарную передачу устройства типа . При этом систему звеньев, включающую заготовку 5, производящее колесо 9,центральное колесо 12 и сателлитное колесо 15, а также водило 20, можно рассматривать как планетарную передачу типа 2 Н. Входное звено - водило 20 - жестко связано со столом 17 станка, а выходное звено - воображаемое производящее колесо 9 - находится в зацеплении с долбяком 8. В соответствии с методом Виллиса центральное колесо 12 при условно неподвижном столе 17 станка (водиле 20) должно вращаться с угловой скоростью, с которой в действительности вращается указанный стол, но противоположной по знаку, т.е. сс .(2) цк Абсолютная угловая скорость вращения центрального колеса 12 должна при этом остаться равной 0, действительно При условно неподвижном столе 17 станка центральное колесо 12, сателлитное колесо 15,заготовка 5 и производящее колесо 9 образуют двухступенчатую передачу и имеют угловые скорости с , с , с и с соответственно. При этом цк ск з пк с скцк(6) з с пк где цк - количество зубьев центрального колеса 12, ск - количество зубьев сателлитного колеса 15. С учетом формул (2), (4), (5) и (6)(7) пкскпк Абсолютная угловая скорость вращения производящего колеса 9, т.е. пксс ,пк 9136 1 2007.04.30 При этом должно выполняться следующее соотношение между угловой скоростью пк вращения производящего колеса 9 и угловой скоростью д вращения долбяка 8,дпк где д - количество зубьев долбяка 8. Откуда(16)з зск где- разность между количеством зубьев заготовки 5 и производящего колеса 9. д- передаточное отношение планетарной передачи устройства при ведущем сателлитном колесе 15 и ведомом водиле 20 4. На фиг. 3 показан способ установки заготовки 24 с внешними зубьями, для которой производящим колесом 25 является колесо прецессионной передачи, имеющее внутренние зубья. При этом долбяк 26 и производящее колесо 25 вращаются в разные стороны - в отличие от предыдущего случая. Поэтому соотношение между угловыми скоростями производящего колеса 25 и долбяка 26 находится из следующего соотношения где(27) зФормулы (18) и (27) удобно объединить в одну следующим образом д(28)1 з(1)где- параметр, равный 1, если нарезаются внешние зубья, или равный 2, если нарезаются внутренние зубья. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.