Технологічне забезпечення формоутворення зубців втулок муфт із просторовою геометрією, що компенсує змінні похибки монтажу валів

13. Грубка Р.М. Общий подход комплексного обеспечения качества зубчатых муфт / Р.М. Грубка, А.Н. Михайлов, М.Н. Павленко // Практика и перспективы развития партнерства в сфере высшей школы: Материалы десятого Международного научно-практического семинара в г. Донецке 4-7 мая 2009 г. В 2 т. Донецк: ДонНТУ, 2009. Т. 2. С. 81-85. (Здобувачем розроблений загальний підхід підвищення якості зубчастих муфт.)

14. Groubka R.M. Faзon gйnйrale de l'assurance de qualitй des accouplements а denture // Les problems contemporains du technoshere et de la formation des cadres dingenieurs: Recueil douvrages du III Sevinaire international scientifique et methodique a Sousse du 22 octobre au 1 novembre 2009. Donetsk: UNTD, 2009. P. 33-36.

АНОТАЦІЯ

Грубка Р.М. Технологічне забезпечення формоутворення зубців втулок муфт із просторовою геометрією, що компенсує змінні похибки монтажу валів. -- Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.02.08 -- технологія машинобудування -- Державний вищий навчальний заклад «Донецький національний технічний університет», м. Донецьк, 2010 р.

Дисертація присвячена розробці технологічного забезпечення виготовлення зубців втулок зубчастих муфт із спеціальною просторовою геометрією, здатною компенсувати похибки монтажу валів, що змінюються в заданих межах, при збереженні лінійного характеру контакту зубців і рівномірного розподілу навантаження у з'єднанні.

У роботі виконані теоретичні дослідження з'єднання зубців обойми з прямолінійною твірною і зубців втулки з просторовою геометрією, отриманою кінематичним методом, що дозволили встановити характер взаємодії зубців. На підставі виконаних досліджень запропоновано виготовляти зубці втулки з груповою просторовою геометрією. Для чого розроблені спосіб нарізування зубців на операціях фінішної обробки і пристрій для його здійснення, а також розроблено технологічне забезпечення попередньої обробки зубчастого вінця. Зубці з геометрією, наближеною до групової просторової, запропоновано отримувати на існуючому серійному обладнанні стандартним різальним інструментом, для чого розроблено технологічне забезпечення процесу формоутворення, що дозволило експериментально отримати зубчастий вінець і виконати вимірювання товщини зубця.

Ключові слова: зубчаста муфта, зубчаста втулка, просторова геометрія, похибка монтажу валів, рівномірний розподіл зазорів, лінійний контакт, технологічне забезпечення, вимірювання зубців.

АННОТАЦИЯ

Грубка Р.М. Технологическое обеспечение формообразования зубьев муфт с пространственной геометрией, компенсирующей изменяющиеся погрешности монтажа валов. -- Рукопись.

Диссертация на соискание научной степени кандидата технических наук по специальности 05.02.08 -- технология машиностроения -- Государственное высшее учебное заведение «Донецкий национальный технический университет», г. Донецк, 2010 г.

Диссертация посвящена разработке технологического обеспечения изготовления зубьев втулок зубчатых муфт со специальной пространственной геометрией, способной компенсировать погрешности монтажа валов, изменяющиеся в заданных пределах, при сохранении линейного характера контактирования зубьев и равномерного распределения нагрузки в соединении.

В работе рассмотрена классификация возможных погрешностей изготовления зубчатых венцов и монтажа полумуфт, на основании которой предложено использовать суммарный угол перекоса соединения, учитывающий все составляющие погрешностей монтажа валов. Выполнен анализ влияния угла перекоса зубьев и их геометрических характеристик на эксплуатационные показатели соединения зубьев обоймы с прямолинейной образующей и втулки с пространственной геометрией, полученной кинематическим методом. Разработана методика определения зазоров между зубьями втулки с произвольной формой боковой поверхности и зубьями обоймы с прямолинейной образующей.

На основании выполненных теоретических исследований разработана специальная пространственная геометрия -- групповая пространственная геометрия, способная компенсировать возникающие погрешности монтажа валов, изменяющиеся в заданных пределах, при сохранении линейного характера контактирования и равномерного распределения нагрузки в соединении. Сущность новой геометрии заключается в том, что боковая поверхность зубьев втулки делится на две равные части, каждая из этих частей выполняется из участков. Геометрия каждого участка соответствует одному из углов перекоса зубьев втулки относительно зубьев обоймы, входящему в пределы интервала компенсации. При этом координаты точек контактных линий определяются с учетом непрерывного изменения углов поворота и перекоса соединения, а также угла развернутости эвольвенты. Все контактные линии начинаются у вершины зуба, а заканчиваются у его ножки и смещены друг относительно друга как по высоте зуба, так и по его длине, а получаемый профиль зуба имеет форму, отличную от эвольвентной.

Исследования распределения зазоров между боковыми поверхностями зубьев втулки с групповой пространственной геометрией и внутренними зубьями обоймы с прямолинейной образующей позволили определить зависимости величины максимальных зазоров, начиная со значения угла перекоса щ_к = 5°, от ширины интервала компенсации погрешностей; характер контактирования зубьев в соединении в зависимости от значения реального угла перекоса соединения и рациональную ширину интервала компенсации углов перекоса.

Для нарезания зубьев с новой пространственной геометрией разработаны способ чистовой обработки зубчатого венца, который основывается на выполнении двух условий второго способа Оливье, и устройство для его осуществления. В работе приведены основные зависимости для определения геометрии исполнительных органов устройства, а также разработано технологическое обеспечение предварительной обработки зубчатого венца, для осуществления которой представлена методика по определению геометрии режущей кромки инструмента и траектории его перемещения в пространстве.

Получение групповой пространственной геометрии подразумевает применение специального оборудования и режущего инструмента по крайней мере на операциях окончательной обработки зубчатого венца, при этом имеющиеся на предприятиях оборудование простаивает. В работе разработано технологическое обеспечение изготовления зубьев втулок зубчатых муфт с геометрией, приближенной к групповой пространственной, на существующем серийном оборудовании стандартным режущим инструментом. Для чего представлена методика по определению взаимосвязи кинематики относительных движений инструмента и заготовки, структуры пространственной геометрии зубьев и геометрии инструмента. На основании выполненных теоретических исследований разработана методика по определению параметров для настройки зубофрезерного станка и выполнено экспериментальное получение зубчатого венца с геометрией зубьев, приближенной к групповой пространственной.

В работе выполнены измерения толщины зуба втулки с геометрией, приближенной к групповой пространственной. В процессе измерений рассматривались сечения зубчатого венца плоскостями, параллельными плоскости базового торца, представленные в виде изображений, полученных со сканера. В качестве объекта исследования выступал контур зубчатого венца. Для получения зависимости толщины зуба от координаты по его длине последовательно рассмотрен ряд сечений плоскостями, параллельными базовому торцу. В процессе выполнения эксперимента производились косвенные совместные измерения координат точек, принадлежащих боковой поверхности зуба втулки, с геометрией, приближенной к групповой пространственной. Для оценки полученных экспериментальным путем результатов проведено сравнение экспериментальных и теоретических значений координат точек, принадлежащих профилю зуба втулки, при этом относительные погрешности толщины зуба составили: для групповой пространственной геометрией и геометрией, приближенной к ней, менее 6,5 % и для теоретических значений геометрии, приближенной к групповой пространственной и экспериментально полученной геометрии, менее 9 %.

Результаты работы внедрены в производство и в учебный процесс.

Ключевые слова: зубчатая муфта, зубчатая втулка, пространственная геометрия, погрешности монтажа валов, равномерное распределение зазоров, линейный контакт, технологическое обеспечение, измерение зубьев.

ABSTRACT

Grubka R.M. Engineering Support of Coupling Tooth Formation with Spatial Geometry Compensating Varied Errors of Axle Mounting. -- Manuscript.

The thesis for conferring an academic degree of a candidate of engineering sciences, specialization 05.02.08 -- Technology of Machine Building -- State High Educational Institution «Donetsk National Technical University», Donetsk, 2010.

The thesis is devoted to planning of engineering support of production of teeth of tooth coupling hub with specific spatial geometry which is capable to negate the axle mounting errors varying within the prescribed limits on retention of linear character of teeth contacting and even load distribution in conjunction.

In the project there were carried out the researches of conjunction of yoke teeth with rectilinear generator and of hub teeth with spatial geometry obtained kinematically; these researches enabled to define type of interaction. In virtue of researches had been carried out it has been suggested to product hub teeth with group spatial geometry. Wherefore there had been worked out the method of toothing on operations of mechanical polishing and device for its implementation, and also it was generated the engineering support of roughing-out the rim. It has been suggested to produce the teeth with geometry approximate to group spatial one on existing production equipment by standard cutting-tool wherefore there was developed the engineering support of forming process which enable to produce the rim experimentally and to measure the rim thickness.

Key words: gear clutch, toothed hub, spatial geometry, mounting misalignment of axles, equilibrium distribution of gaps, linear contact, engineering support, gear measurement.

Размещено на Allbest.ru