Некоторые вопросы точности зацепления, изготовления и монтажа гипоидно-червячных (спироидных) передач тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, Фефер, А. М.

• Фефер, А. М.
• 1970

Оглавление диссертации Фефер, А. М.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. Некоторые вопросы исследования геометрии гипоидно-червячных передач

§ I.I.Передачи с перекрещивающимися осями и методы их исследования

§ 1.2.Уравнения боковых поверхностей зубцов, контактных линий и поверхностей зацепления.

§ 1.3.Некоторые вопросы исследования поверхности зацепления . £

§ IЛ.Поле зацепления и некоторые вопросы его исследования . 2.

§ 1.5.Графический способ исследования зацепления. Зв

ГЛАВА П. Аналитическое исследование влияния первичных ошибок на точность гипоидно-червячной передачи

§ 2.1.Аналитические методы исследования влияния погрешностей на •точность зацепления.

§ 2.2.Влияние погрешностей монтажа звеньев гипоидно-червячной передачи на неравномерность вращения колеса . 5*5"

§ 2.3.Влияние биений звеньев на величину кинематической и циклической погрешностей передачи . 7 £

§ 2.4.Влияние погрешностей передачи на величину пятна контакта. 8Z

ГЛАВА Ш. Синтез гипоидно-червячных передач по условиям минимальной чувствительности их к погрешностям монтажа

§ 3.1. К вопросу о выборе параметров прецизионных гипоидно-червячных передач . . 40i

§ 3.2. Расчет гипоидно-червячной передачи, содержащей двухшаговый цилиндрический червяк

ГЛАВА 1У. Некоторые вопросы технологии и контроля прецизионных гипоидно-червячных передач . jf^g

§ 4.1. К вопросу о шлифовании конических червяков.

§ 4.2. Прибор для контроля продольной линии зубца колеса гилоидно-червячной передачи . ^

§ 4.3. О точности гипоидно-червячной передачи с цилиндрическим червяком и колесом, нарезанным резцом-летучкой

ГЛАВА У, Экспериментальное исследование влияния первичных ошибок на неравномерность вращения звеньев червячной и гипоидно-червячной передач.

§ 5.1. О некоторых особенностях использования прибора УКМ-2 для исследования чувствительности передач к погрешностям

§ 5.2. Методика проведения эксперимента и его результаты .

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Некоторые вопросы точности зацепления, изготовления и монтажа гипоидно-червячных (спироидных) передач»

1 настоящее время перед отечественной промышленностью поставлена задача достигнуть и превзойти по качественным показателям выпускаемой продукции уровень передовых зарубежных фирм. Причем особое внимание уделено надежности и точности выпускаемых изделий. Зубчатые и червячные передачи, являясь составной частью подавляющего большинства машин и агрегатов, нередко определяют их качественные показатели. Поэтому внимание исследователей всё в большей мере привлекают вопросы определения свойств зубчатых зацеплений и факторов, влияющих на эти свойства, а также проблемы создания новых, более прогрессивных, видов передач.

Так, около полутора десятилетий назад появилась новая разновидность передач с перекрещивающимися осями [79, 89] , названная фирмой JttLnoLs Toot Works , первой освоившей её производство^, спироидной. Поскольку форма и относительное расположение звеньев гипоидных и спироидных передач являются идентичными, а по принципу изготовления спироидные передачи, подобны червячным, то их целесообразно называть гипоидно-червячными, как это было предложено А.К.Георгиевым [{б] .

Эти передачи, обладая рядом более высоких качественных показателей по сравнению с другими (например, по сравнению с червячными )7привлекли внимание исследователей. Работы в области исследования, проектирования и производства гипоидно-червячных (спироидных) передач за рубежом ведутся в основном сотрудниками вышеупомянутой фирмы [79, 86, 90, 85, 87, 93, 81J . В нашей стране, до настоящего времени подобные работы выполнялись и выполняются, главным образом, в Ижевском механическом институте и отражены в трудах

Б.Д.Зотова [34, 35] , Н.С.Голубкова [26, 27] , И.М.Троицкого [67, 68] , А.К.Георгиева [l5, 16, I?] , В.А.Овчинникова [52J , В.И.Гмьдфарба [18, 25] и др.

Из этих работ следует, что гипоидно-червячные передачи могут быть использованы как в редукторах общего назначения, так и в делительных цепях металлорежущих станков, а также в других машинах и механизмах, где требуется плавная работа при больших скоростях и нагрузках.

Однако широкое использование исследуемых передач в качестве делительных пар сдерживалось отсутствием данных, характеризующих влияние погрешностей изготовления и монтажа на точность зацепления. Вопросы, связанные с выявлением указанных точностных характеристик, в известных нам зарубежных и отечественных публикациях, касающихся исследования гипоидно-червячных передач, не рассматривались. Имеются лишь краткие сообщения [85, 8l] (главным образом рекламного характера) относительно использования этих передач в качестве кинематических пар.

Отсюда понятна актуальность проведения исследований в указанной области, в связи с чем целью настоящей работы явилось решение ряда вопросов, касающихся чувствительности гипоидно-червячных передач к погрешностям монтажа и изготовления.

Основы теории точности зубчатых передач были изложены Н.Г. Бруевичем (б, ?] v и Н.А.Калашниковым [39] . Дальнейшее развитие этой теории и решение вопросов, связанных с исследованиями конкретных типов передач, можно найти в работах Н.И.Колчина [4l] , ФЛ.Литвина [48], Б.А. Тайца [б2, 63], В.Л.Шишкова [74, 75], Л.В. .Коростелёва [40] и др. Наряду с аналитическими исследованиями вопросов точности, широко рассматривались методы и средства контроля передач. Существенный вклад в этом направлении был внесен Б.А.Тайцем [б4, 65] , Н.Н.ЙйрковнМ [50j , Л.А.Архангельским [i] , В.П.Жедь [32] . Работы

Г.А.Лифшица и Г.Д.Швецовой [49], а также Г.В.Острецова и других сотрудников ЗНИМСа [53, 54] посвящены вопросам создания технологического оборудования и разработки технологических процессов изготовления передач высокой точности.

Получение точностных показателей передачи требует комплексного решения вопросов о чувствительности её к погрешностям монтажа и изготовления, рационального, с точки зрения точности, выбора параметров и исследования методов изготовления и контроля. Кроме того, определение степени влияния различных погрешностей на точность зацепления необходимо для наиболее обоснованного назначения допускаемых отклонений от номинальных значений параметров передачи.

Рассмотрение этих вопросов на основе положений, содержащихся в трудах названных выше ученых, и определило содержание настоящей работы.

Диссертация состоит из введения и пяти глав.

Заключение диссертации по теме «Другие cпециальности», Фефер, А. М.

ВЫВОДЫ

1. На основании анализа работы прибора УКМ-2 установлено, что: а) этим прибором можно с высокой точностью замерять низкочастотные составляющие кинематической погрешности; б) прибор может быть использован для замера циклической погрешности либо с введением тарировочного графика, либо с применением других средств регистрации отклонений; в) наиболее эффективным методом контроля на УКМ-2 является разностно-абсолютный.

2. Выполненные лабораторные и производственные испытания подтверждают полученный аналитическим путем вывод о меньшей чувствительности гипоидно-червячной передачи по сравнению с червячной цилиндрической к погрешностям монтажа и изготовления.

3. Гипоидно-червячные передачи с успехом могут использоваться в качестве делительных пар резьбо- и зубообрабатывающих станков, обеспечивая меньшую их себестоимость и более высокую долговечность по сравнению со станками, в которых используются червячные передачи.

ЗАКЛЮЧЕНМЕ

К основным результатам настоящей работы можно отнести следующее.

1. Показана возможность упрощения анализа поверхности зацепления гипоидно-червячной передачи путем исследования особенностей расположения асимптот этой поверхности и осей зацепления.

2. Разработан графический способ исследования поля зацепления.

3. В результате выполненного исследования границ поля зацепления определено предельное удаление рабочей части червяка гипоидно-червячной передачи от межосевого перпендикуляра и показана возможность точного определения величины суммарного коэффициента перекрытия.

Определена степень влияния погрешностей сборки на точность гипоидно-червячной передачи и предложены рекомендации по назначению допускаемых отклонений на монтажные размеры.

5. Получены зависимости, позволяющие аппроксимировать функцию ошибок перемещения ведомого звена (при наличии биения звеньев) синусоидальным законом.

6. Разработана методика и составлена программа для ЭЦВМ "Мин^ск-I", позволяющая определять величины циклических погрешностей передачи и границы пятна контакта, а также предложены методы регулировки величины и положения пятна.

7. Разработаны рекомендации, которых следует придерживаться при выборе основных параметров передачи с целью обеспечения наименьшей чувствительности к погрешностям изготовления и монтажа.

8. Показано, что если червяк имеет эвольвентный геликоид и соотношение параметров передачи связано зависимостью pi-,v~A=ro; то поверхность зацепления представляет сооой плоскость, а боковая поверхность зубцов колеса - эвольвентная. В результате передача нечувствительна к погрешностям межосевого расстояния и положения колеса вдоль его оси.

9. Создана новая разновидность гипоидно-червячной передачи, на которую получено авторское свидетельство № 209167.

10. Совместно с А.К.Георгиевым и Г.Т.Чекалкиным разработано приспособление к токарно-винторезному станку для шлифования конических червяков.

11. Разработан прибор для контроля продольной линии зубца колеса, погрешность которой характеризует положение пятна контакта и плавность работы передачи.

12. Выполнено исследование влияния биения зуборезного инструмента на точность передачи, зубцы колеса которой нарезаны резцом-летучкой.

13. Опыт эксплуатации шлифовально-затыловочного станка модели МВ-Ю с гипоидно-червячной делительной парой показал, что благодаря установке последней вместо червячной цилиндрической передачи, достигается многократное повышение долговечности и существенное повышение точности.

На основании вышеизложенного можно сделать следующие основные выводы:

I. Разработанный в диссертации графический способ исследования поля зацепления в передаче с перекрещивающимися осями, содержащей геликоидный червяк, обладает существенной простотой и наглядностью.

Q С? is Ч О w

2. Установлено, что а) гипоидно-червячные передачи существенно менее чувствительны к погрешностям монтажа;чем червячные;

0) в гипоидно-червячных передачах с большим передаточным отношением для обеспечения величины циклической погрешности, соответствующей ГОСТ 3675-56, допуск на межосевое расстояние может быть принят в 2-3 раза большим, чем соответствующий допуск червячных передач по ГОСТ 3675-56; допуск на точность осевого положения колеса допустимо расширить в 8-10 раз против допуска на точность осевого положения червячного колеса; допуск на перекос осей следует принять равным соответствующему в червячных передачах по ГОСТ 3675-56.

3. Разработанная методика для определения величины и положения пятна контакта позволяет осуществлять регулировку последнего, обеспечивая требуемую его величину и положение.

Применение новой разновидности гипоидно-червячной передачи, на которую получено авторское свидетельство к 209167, во-первых, обеспечивает возможность регулировки бокового зазора осевым перемещением червяка, во-вторых, позволяет более широко маневрировать параметрами с целью повышения качественных показателей зацепления.

5. На основании анализа различных способов шлифования конических червяков показано, что наименьшее отклонение винтовой линии может быть достигнуто при использовании приспособления к токарно-винторезному станку.

6. Выполненное в работе исследование влияния осевого и радиального биения инструмента на точность нарезаемых зубцов колеса показало, что наименьшее влияние этих видов погрешностей, в случае гипоидно-червячной передачи, можно достигнуть, применяя резец-летучку.

7. Гипоидно-червячные передачи с успехом могут использоваться в качестве делительных пар резьбо- и зубообрабатывающих станков, обеспечивая меньшую их себестоимость и более высокую долговечность по сравнению со станками, в которых используются червячные передачи.

Список литературы диссертационного исследования Фефер, А. М., 1970 год

1. Архангельский Л.А., Ткачевский Г.И., Лифшиц Г.А. Повышение кинематической точности зубофрезерных станков, ЦНИИТМАШ, книга 65, Москва, 1954.

2. Бернацкий И.П. Исследование червячной передачи повышенной грузоподъемности с конволютньш червяком новой разновидности, Б сб. Конструкции и расчёты машин, труды Л.П.И., № 254, "Машиностроение", 1965.

3. Блох О.И. Исследование точности зацепления червячных передач делительных (отсчетных) механизмов. Автореферат канд.дис. Ленинград, 1959.

4. Блох О.И. Выбор параметров прецизионных червячных передач отсчетных механизмов, "Стандартизация", № 6, 1957.

5. Браиловский Л.В., Осипов Е.П. и Плакущий В.А. Проверка кинематической точности зубофрезерных станков. "Станки и инструмент? Ш II, 1968.

6. Бруевич Н.Г. Точность механизмов, М.ОГИЗ, 1946.

7. Бруевич Н.Г., Сергеев В.И. Основы нелинейной теории точности механизмов с низшими кинематическими парами, в кн. "Точность механизмов и автоматических измерительных средств", "Наука", 1966.

8. Быховский Л.Б. Геометрия конволютных винтовых поверхностей. "Станки и инструмент", fe 2, 1968.

9. Васильев В.М. Некоторые вопросы теории зацепления пространствен-, ных передач и их приложение. Автореферат кандид.дис. Новочеркасш, 1963.

10. Васильев В.М. Об одной теореме из теории зацепления пространственных передач. "Известия вузов. Машиностроение", Ш 5, 1963.

11. Васильев В.М. О предельных точках взаимоогибаемых поверхностей, "Исследование пространственных зацеплений и вопросы прикладной механики", т.187, Новочеркаск, 1969.

12. Верхотуров Б.Я. Исследование разностных методов измерения в машиностроении, "Контрольно-измерительные приборы и взаимозаменяемость", труды института НИНМ, выпуск 2, Москва,1969.

13. Вильдгабер Э., Основы зацепления конических и гипоидных передач, Машгиз, 1948.

14. Гавриленко В.А. Основы теории эвольвентной аубчатой передачи, "Машиностроение", Москва-1969.

15. Георгиев А.К. Элементы геометрической теории спироидных передач, "Известия вузов. Машиностроение" Ш 8, 1963.

16. Георгиев А.К. Определение профиля витков червяка гипоидно-червячной передачи. В кн."Повышение надежности деталей и устройств? Удмуртия, 1964.

17. Георгиев А.К., Шубин В.А., К вопросу исследования неортогональных гипоидно-червячных передач, в кн."Механические передачи'' Теория, расчет и испытание". Удмуртия. 1967.

18. Георгиев А.К. Ортогональная червячно-коническая передача. Авторское свидетельство В 378, ЦНИИПИ, 1965.

19. Георгиев А.К. Геометрический расчет двухколесных гипоидно-червячных передач и особенности их изготовления, "Проектированиеи производство механических передач", "Удмуртия", Ижевск,1965.

20. Георгиев А.К. Конструирование и изготовление спироидных фрез.

21. В кн. ""Обработка металлов резанием" ГОСИНТИ, тема 6-62-282(66), М., 1962.

22. Георгиев А.К. Протяжней суппорт К зубофрезерному станку. Авт.свид. to 2I429I. "Бюллетень изобретений", 1 8, 1968.

23. Гйзман Я.Б. Способ проверки кинематической точности зубофрезерных станков, Авт.свид. 1 125894.

24. Го Кай, Исследование влияния погрешностей на зацепление конических зубчатых колес с криволинейными зубцами "Машиностроение", труды Л ПИ, машгиз,1%2.

25. Гольдфарб Б.И. Исследование разновидностей ортогональной гипоидно-червячной (епироидной) передачи с цилиндрическим червяком, автореферат канд.дне.,Пермь, 1969.

26. Голубков Н.С. Некоторые вопросы геометрии зацепления червячно-спироидных передач, "Известия вузов. Машиностроение". Ш 8,1959.

27. Голубков Н.С. "Исследование червячно-спироидных передач", автореферат канд.дис., Свердловск, 1963.

28. Гуляев К.Н. Зильберман Б.Д. Синшез пространственных зацеплений с точечным контактом по условиям отсутствия интерференции. Труды ЛПИ, "Машиностроение", Ш 299, 1968.

29. Гуревич И.И. Экспериментальное исследование проявления погрешностей монтажа кинематических червячных передач при некоторыхраспространенных методах контроля, в сб."Труды молодых ученых", СПИ; Саратов, 1965.

30. Давыдов Я.С.Неэвольвентное зацепление. Машгиз,1950.

31. Демидович Б.П. Марон И.А. Основы вычислительной математики, "Наука/, 1970.

32. Жедь В.П. Экспериментальное исследование кинематических погрешностей, действующих в цепях зубообрабатывающих станков. "Станкии инструмент", Ш II, 1957.

33. Зак П.С. Глобоидная передача. Машгиз, М. 1962.

34. Зотов Б.Д. Определение контактных линий в епироидной передаче. "Известия вузов. Машиностроение" № 6, 1965.

35. Зотов Б.Д., Определение сопряженных прямых при исследовании пространственных зацеплений. В кн."Исследование параметров и расчеты дорожно-строительных машин". Саратовский политехнический институт, выпуск № 20, 1966.36,3738,39,40