ШЕВЕР ДИСКОВЫЙ

Полезная модель относится к металлообработке и может быть использована при чистовой обработке незакаленных цилиндрических зубчатых колес.
5
Известен дисковый шевер с винтовыми зубьями эвольвентного профиля, на боковых поверхностях которых выполнены наклонные режущие кромки, расположенные вдоль образующих боковых поверхностей зубьев (а.с. СССР №1537426, МПК B23F 21/28, опубл. 23.01.90).
0
a0
Известна также конструкция дискового шевера, выбранного в качестве наиболее близкого аналога, выполненного в виде косозубого зубчатого колеса, содержащего стружечные канавки, образующие режущие кромки на боковых поверхностях зубьев, размеры которых характеризуются толщиной зуба S по дуге делительной окружности и высотой головки зуба h, толщина зуба шевера определяется по следующей зависимости:
0
1
S=πm-S+Δ,
где m - модуль обрабатываемого колеса;
1
S - толщина зуба обрабатываемого колеса по дуге делительной окружности;
Δ - припуск на переточку шевера, а высота головки зуба шевера определяется по следующей зависимости:
a0
a2
h=1,1h+/2ctgα
a2
h - высота головки зуба сопряженного с обрабатываемым зубчатого колеса;
α - угол профиля шевера (Справочник конструктора-инструментальщика / Под общ. ред. В.А.Гречишникова и С.В.Кирсанова. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 2006, стр.428-432).
Данный шевер может применяться для обработки прямозубых и косозубых зубчатых колес стандартного профиля, нормальный исходный контур которых определяет ГОСТ 13755-81. Шевер является инструментом для чистовой обработки зубьев и применяется после предварительного зубофрезерования или зубодолбления.
Однако, в настоящее время, при производстве зубчатых колес с повышенным передаваемым крутящим моментом их зачастую изготавливают с некоторыми отклонениями от ГОСТа. Одно из таких отклонений - выполнение впадины зуба в виде плавной переходной кривой без цилиндрического участка по дну, что позволяет повысить прочность зубьев колеса. Как правило, такие зубчатые колеса предварительно обрабатываются червячной фрезой с протуберанцами. Назначение протуберанцев на зубьях червячной фрезы - обеспечить незначительный подрез профиля обрабатываемого зуба и исключить из работы вершину шевера. Однако, обработка деталей шевером известной конструкции приведет к значительному подрезу в нижней части переходной кривой и образованию ступеньки (фиг.8). Наличие подобного подреза в виде ступеньки значительно ослабляет зуб и может привести к его поломке в процессе эксплуатации.
Технической задачей, на решение которой направлена полезная модель, является повышение качества обработки зубчатых колес за счет исключения подреза переходной кривой у ножки зуба вершиной шевера.
a0
0
Указанная задача решается, тем, что в дисковом шевере, выполненном в виде косозубого зубчатого колеса, содержащего стружечные канавки, образующие режущие кромки на боковых поверхностях зубьев, имеющих высоту головки зуба h и толщину зуба S по дуге делительной окружности, определяемую следующей зависимостью:
0
1
S=πm-S+Δ,
где m - модуль обрабатываемого колеса;
1
S - толщина зуба обрабатываемого колеса по дуге делительной окружности;
Δ - припуск на переточку шевера,
a0
min
max
зубья шевера выполняют с высотой головки h, величина которой находится в диапазоне между величинами h и h, определяемыми следующими зависимостями:
min
пр
h=h+h,
max
мп
min
h=2h-h,
пр
где h - высота начала протуберанца на зубе червячной фрезы для предварительной обработки зубьев;
пр
пр
h - высота прямолинейного участка протуберанца на зубе червячной фрезы, определяемая зависимостью h=δcos(α)/sin(α-α);
мп
h - высота точки максимального подреза протуберанца;
пр
α - угол профиля протуберанца;
δ - величина припуска под шевингование зубьев.
0
a0
min
max
Выполнение дискового шевера в виде косозубого зубчатого колеса, содержащего стружечные канавки, образующие режущие кромки на боковых поверхностях зубьев, размеры которых характеризуются толщиной зуба S по дуге делительной окружности и высотой головки зуба h, выбранной из диапазона между величинами h и h, определяемыми по приведенным зависимостям позволит обеспечить качественную обработку зубьев на полную высоту и исключить подрез переходной кривой у ножки зуба.
Заявителю не известны дисковые шеверы с указанной совокупностью существенных признаков и заявленная совокупность существенных признаков не вытекает явным образом из современного уровня техники, что подтверждает соответствие заявляемого технического решения условию «новизна».
Заявляемое техническое решение поясняется чертежами, где:
фиг.1 - шевер дисковый (общий вид);
фиг.2 - разрез А-А на фиг.1;
фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.2;
фиг.4 - разрез В-В на фиг.3;
фиг.5 - схема снятия припуска зубьями дискового шевера;
фиг.6 - выносной элемент В на фиг.5;
фиг.7 - схема снятия припуска зубьями дискового шевера с увеличенной высотой головки зуба, подрез переходной кривой;
фиг.8 - выносной элемент Г на фиг.7 (подрез переходной кривой);
фиг.9 - расчетная схема.
0
a0
Шевер дисковый выполнен в виде косозубого зубчатого колеса. Он содержит стружечные канавки 1, образующие режущие кромки 2 на боковых поверхностях 3 зубьев 4. Размеры зубьев 4 характеризуются толщиной зуба S по дуге делительной окружности и высотой головки зуба h. Толщина зуба шевера определяется по следующей зависимости:
0
1
S=πm-S+Δ,
где m - модуль обрабатываемого колеса;
1
S - толщина зуба обрабатываемого колеса по дуге делительной окружности;
Δ - припуск на переточку шевера,
a0
min
max
Высота головки зуба шевера h выбирается из диапазона между величинами h и h которые определяются по следующим зависимостям:
min
пр
h=h+h,
max
мп
min
h=2h-h,
пр
где h - высота начала протуберанца на зубе червячной фрезы для предварительной обработки зубьев;
h - высота прямолинейного участка протуберанца на зубе червячной фрезы,
пр
пр
h=δcos(α)/sin(α-α);
мп
h - высота точки максимального подреза протуберанца;
пр
α - угол профиля протуберанца;
δ - величина припуска под шевингование зубьев.
min
min
max
max
Высота головки зуба шевера h соответствует граничной точке эвольвенты на детали. При выполнении высоты головки зуба шевера меньше h зуб детали будет обработан не на всю высоту, т.е. не будет обеспечено качество боковой поверхности зуба. Высота h соответствует точке переходной кривой, расположенной на продолжении эвольвенты боковой поверхности детали. При выполнении высоты головки зуба шевера больше h вершина зуба шевера срежет часть переходной кривой, с образованием ступеньки у ножки зуба, что ослабит зуб обрабатываемой детали.
Расчет параметров профиля шевера поясняется на примере чистовой обработки зубчатого колеса коробки передач автомобиля «КАМАЗ».
Данные обрабатываемого зубчатого колеса:
m=4,5 мм - модуль;
α=20° - угол профиля;
1
S=7,542 - толщина зуба обрабатываемого колеса по дуге делительной окружности.
Данные червячной фрезы для предварительной обработки зубьев:
пр
h=3,2 мм - высота начала протуберанца на зубе червячной фрезы;
мп
h=3,85 мм - высота точки максимального подреза протуберанца;
пр
α=10° - угол профиля протуберанца.
Технологические данные:
Δ=0,2 мм - припуск на переточку шевера;
δ=0,06 мм - величина припуска под шевингование зубьев.
Последовательность расчета:
толщина зуба шевера по дуге делительной окружности составляет
0
1
S=πm-S+Δ=3,14·4,5-7,542+0,2=6,788 мм,
Высота прямолинейного участка протуберанца на зубе червячной фрезы:
пр
пр
h=δcos(α)/sin(α-α)=0,06cos10°/sin(20°-10°)=0,34 мм;
Минимальная высота головки зуба шевера:
min
пр
h=h+h=3,2+0,34=3,54 мм;
Максимальная высота головки зуба шевера:
max
мп
min
h=2h-h=2·3,85-3,54=4,16 мм.
a0
Таким образом, для обеспечения обработки зуба на полную высоту и исключения подреза переходной кривой необходимо высоту головки зуба шевера h выбрать из диапазона 3,54…4,16 мм.
В процессе обработки зубчатое колесо и дисковый шевер устанавливают на зубошевинговальном станке, вводят в зацепление, приводят в согласованное вращение и перемещают друг относительно друга под рабочей нагрузкой.
Такое выполнение дискового шевера позволит исключить подрез переходной кривой у ножки зуба, обеспечив тем самым качественную обработку зубьев на полную высоту.
Шевер дисковый может быть изготовлен на стандартном оборудовании с применением известных материалов и современных инструментов.