Основы высокоэффективной технологии изготовления цилиндрических зубчатых колес

• Автор: Маликов, Андрей Андреевич
• Шифр специальности: 05.02.08
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Тула
• Количество страниц: 443 с. : ил.

1 Современное состояние производства цилиндрических зубчатых колес. Перспективы развития. Цель и задачи исследования

1.1 Типовые конструкции зубчатых колес. Маршрутная технология их изготовления

1.2 Отделочная обработка зубьев незакаленных колес

1.2.1 Традиционные методы

1.2.2 Шевингование-прикатывание цилиндрических зубчатых колес

1.3 Отделочная обработка зубьев закаленных колес

1.3.1 Чистовая обработка абразивным инструментом

1.3.2 Упрочняющая обработка

1.3.3 Отделочная обработка

1.3.4 Комбинированная обработка

1.4 Методы пластического формообразования зубьев

1.4.1 Штамповка зубьев
1.4.2 Накатка зубьев
1.5 Анализ и оценка современного уровня способов снятия заусенцев и наложения фасок по контуру зубьев цилиндрических колес
1.5.1 Традиционные способы обработки фасок
1.5.2 Образование фасок обкаточными инструментами
1.6. Перспективные области применения цилиндрических колес с
арочными зубьями. Методы обработки арочных зубьев цилиндрических колес
1.6.1 Перспективные области применения цилиндрических колес
с арочными зубьями
1.6.2 Обзор существующих методов обработки арочных зубьев
1.6.3 Анализ методов формообразования арочных зубьев цилиндрических колес
1.7 Прогрессивная технология формообразования зубчатых венцов закаленных цилиндрических зубчатых колес
2 Расчет геометрических параметров цилиндрических колес и комбинированного инструмента с арочными зубьями
2.1 Особенности применения арочных зубьев
2.2 Геометрический расчет рабочего и станочного зацепления цилиндрических колес с арочными зубьями
2.2.1 Расчет геометрии рабочего и станочного зацепления при обработке зубчатых колес и шеверов-прикатников
2.2.1.1 Вывод уравнений производящих поверхностей и определение координат точек торцовых профилей зубьев
2.2.1.2 Уравнения производящей поверхности при обработке выпуклых сторон зубьев

2.2.1.3 Определение координат точек торцового профиля выпуклой стороны зуба шестерни в системе координат заготовки
2.2.1.4 Определение координат точек торцового профиля выпуклой стороны зуба шестерни в передаче
2.2.1.5 Уравнения производящей поверхности при обработке вогнутых сторон зубьев колеса
2.2.1.6 Координаты точек торцового профиля вогнутой стороны зуба колеса в системе координат заготовки
2.2.1.7 Определение координат точек торцового профиля вогнутой стороны зуба колеса в передаче
2.2.1.8 Расчёт приведённого зазора модифицированных поверхностей зубьев в торцовом сечении
2.2.2 Приближённый расчёт номинального радиуса г02 кривизны зуба производящей рейки
2.2.3 Анализ влияния радиуса кривизны зуба на величину отвода и плавность работы зубчатой передачи
2.2.4 Расчет коэффициента перекрытия зубчатой передачи
2.2.5 Расчет длины пути обката в станочном зацеплении
2.3 Выбор метода нарезания зубьев арочных передач. Расчет основных параметров зуборезных головок
2.3.1 Выбор методов нарезания зубьев арочных передач
2.3.2 Определение минимального радиуса резцовой головки для нарезания шевера-прикатника
2.3.3 Определение толщины вершины зуба на торце
2.3.4 Расчет основных параметров зуборезных головок
2.4 Экспериментальные разработки по применению и изготовлению передач с круговыми зубьями
3 Шевингование — прикатывание зубьев незакаленных цилиндрических колес:
3.1 Шевингование при параллельных осях
3.1.1 Шевингование при параллельных осях методом принудительного обката
3.1.2 Шеверы для шевингования зубчатых колес при малых углах скрещивания осей
3.1.3 Шевингование-прикатывание прямозубых цилиндрических колес
3.2 Теоретические основы проектирования шевингования-прикатывания
3.2.1 Концептуальная модель шевингования-прикатывания для прямозубых колес
3.2.2 Концептуальная модель шевингования-прикатывания для цилиндрических колес с круговыми зубьями
3.2.3 Выбор параметров внеполюсного зацепления цилиндрических зубчатых колес

3.2.3.1 Построение математической модели шевера-прикатника
3.2.4 Выбор коэффициента смещения
3.2.5 Методика расчета координат точек режущих кромок
3.2.5.1 Шеверов-прикатников для обработки косозубых зубчатых колес
3.2.5.2 Шеверов-прикатников для обработки прямозубых колес и ЦККЗ
3.2.6 Методика определения припуска по толщине зуба при шевинговании-прикатывании цилиндрических зубчатых колес
4 Основы повышения эффективности финишной обработки зубчатых колес высокой твердости
4.1 Оценка эффективности известных способов финишной зубообработки закаленных цилиндрических зубчатых колес
4.2 Теоретические исследования процесса финишной электрохимической обработки эвольвентных зубчатых колес методами принудительного обката
4.2.1 Общие вопросы теории финишной электрохимической обработки при использовании обкаточных катодов
4.2.2 Основные понятия и определения. Характеристика взаимодействующих поверхностей электродов
4.2.3 Количественная характеристика интенсивности электрохимического процесса при обкате электродов
4.2.4 Определение величины профильной модификации обкаточного катода по методу постоянной «приведенной» интенсивности
4.2.5 Моделирование процесса финишной электрохимической обработки фасонных поверхностей при обкате электродов'
4.2.6 Экспериментальное исследование процесса финишной электрохимической обработки эвольвентных колес с прямыми зубьями на элементарных цилиндрических электродах в электролитических ячейках
4.2.6.1 Вопросы теории моделирования процесса ФЭХО эвольвентных колес на элементарных цилиндрических электродах
4.2.6.2 Экспериментальная установка и оснастка, необходимые для моделирования процесса в электролитических ячейках
4.2.6.3 Определение искажающего влияния стенок электролитических ячеек на результаты опытов путем моделирования электрического поля
4.2.6.4 Экспериментальное определение эмпирических зависимостей, отражающих физические явления процесса электрохимической обработки
4.2.6.5 Электрохимическая обработка элементарных электродов и определение величины съема металла в рассматриваемых точках поверхности анода

В ТулГУ разработан комбинированный технологический процесс изготовления колес способом горячего накатывания круговых зубьев с припуском до 0,15...0,25 мм на сторону с последующей обработкой инструментом - шевером-прикатником.
Проводимые исследования показывают, что этим инструментом можно обрабатывать накатанные колеса, ликвидируя при этом небольшие закаты на профилях зубьев (глубиной до 0,1...0,15 мм). Необходимым условием его применения является отсутствие закатов на дне впадин и на переходных кривых после горячего накатывания, так как режущий инструмент эти участки зуба не обрабатывает. Опыты по прокатке небольшой партии шестерен, проведенные в лабораторных условиях показывают, что при невысокой точности получившихся заготовок исправляющие способности разработанного метода шевингования-прикатывания сопоставимы с результатами, полученными ранее для прямозубых цилиндрических колес [26,27,35,38].
Для накатывания колес используется конструкция стана, предложенная B.C. Корсаковым [91,111,134,137,147,188], которая базируется на применении доработанного горизонтально-фрезерного станка типа 6М80.
Схема процесса накатывания приведена на рис. 1.7. Закаленный накатник устанавливается на оправку, закрепленную в шпинделе станка и отверстии серьги. Нагрев заготовки осуществляется с помощью индуктора. Обрабатываемая заготовка 1 закрепляется на валу 2, а накатник 3 - на валу
4. На концах валов насажены делительные шестерни 5 и 6, обеспечивающие передачу транспортного движения заготовке. Внедрение зубьев накатника в нагретую высокочастотным индуктором 7 заготовку осуществляется при поступательном движении стола стана.