Пристрій для обкатування великих різьб і архімедових черв’яків роликами

Реферат: Винахід належить до механічної обробки металів, а саме до конструкції пристроїв для чистового і зміцнюючого обкатування роликами бічних гвинтових поверхонь великих різьб і архімедових черв'яків. Пристрій містить голчаті ролики, що спираються на проміжні тороконічні шайби, що самовстановлюються. Конічна сторона шайби з лівого боку пристрою виконана , опуклою з радіусом R л  3,7q2m / z , а з правого - увігнутою з радіусом Rn  15q2m / z , де q відношення середнього діаметра профілю різьби або черв'яка до модуля m різьби або черв'яка, z - число заходів різьби або черв'яка. Винахід дозволяє підвищити якість обкатаної гвинтової поверхні багатозахідних великих різьб і архімедових черв'яків, що забезпечує підвищення зносостійкості гвинтових пар і черв'ячних передач. UA 101718 C2 (12) UA 101718 C2 UA 101718 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Винахід належить до механічної обробки металів, а саме до чистового і зміцнюючого обкатування роликами деталей обертання складного профілю, зокрема гвинтових поверхонь великих різьб і архімедових черв'яків. Відомий пристрій для зміцнюючої обкатки великомодульних черв'яків роликом (Авторское свидетельство № 274617, класс В24в 39/00, бюллетень "Изобретения, промышленные образцы и товарные знаки, 24.6. 1970, № 21, авторы Браславский В.М., Жуков П.И., Бутаков Б.И.), при застосуванні якого гвинтову поверхню обкатують роликом, що обертається на осі, що є одним із важелів паралелограма, а на іншому важелі встановлений кулачок, що контактує з копіром, що забезпечує оптимізацію зусилля обкатування по всій глибині профілю різьби або черв'яка. Недоліком такого пристрою є низька виробничість процесу обкатування. Відомі також багатороликові пристрої для обкатування гвинтових поверхонь роликами (Авторское свидетельство № 264180, классы В24В, B23G, бюллетень 10.11.1970, № 8, авторы Браславский В.М., Жуков П.И., Бутаков Б.И.) і (Авторское свидетельство № 1031719, В24В 39/00, бюллетень 30.07.83, № 28, автор Бутаков Б.И.), де обкатування виконується роликами, встановленими в першому випадку в двох кільцях з кроком гвинтової нарізки, а кільця замкнуті силовим пружинним механізмом, в другому випадку - в коаксіальних отворах втулок з силовим механізмом, які в свою чергу вставлені в роз'ємній обоймі, що охоплює обкатуваний гвинт. Загальним недоліком цих пристроїв є їх складність і велика трудомісткість виготовлення. Найближчим по технічній суті до пристрою, що заявляється, є пристрій для обкатки великих різьб і черв'яків (Авторское свидетельство № 204311, класс B21H, бюллетень 20.10.1967, № 22, авторы Браславский В.М., Бутаков Б.И.), за допомогою якого обкатування виконується голчатими роликами, що спираються на проміжні тороконічні шайби, що самовстановлюються. Ознаки, що співпадають з істотними ознаками пристрою, що заявляється: - як деформуючі елементи застосовані голчаті ролики; - голчаті ролики опираються на проміжні тороконічні шайби, що самовстановлюються. Причина, яка перешкоджає отриманню необхідного технічного результату наступна. При установці пристрою площиною роликів в осьовому перерізі різьби, що обкатується, або черв'яка, де їх профіль прямолінійний і контакт голчатих роликів з обкатуваним профілем здійснюється по всій глибині западини, процес обкатування порушується через змінну швидкостей обертання деталі на вершині і основи витка, а також різному діаметрі тороконічних шайб. Різниця швидкостей деталі і тороконічних шайб на вершині і основі витка призводить в процесі обкатування до утворення складової зусилля обкатування у напрямі осі голчатих роликів і руйнуванню передньої стінки сепаратора торцем ролика. Осьової складової зусилля обкатування в напрямі дна западини різьби вдається уникнути за допомогою зрушення площини роликів з осьового перерізу різьби вгору при прямому обертанні деталі і вниз при зворотному обертанні на деяку величину h, достатню для утворення осьової складової зусилля, що підтискає ролик до корпусу пристрою. При цьому між площиною роликів і різьби твірної на середньому діаметрі нарізки повинен бути створений кут β≥6° (См. Б.И. Бутаков. Способы обкатывания роликами винтов и червяков с крупным шагом в тяжелом машиностроении // Вестник машиностроения. - 1985. - № 3. - С. 4450). Крім того пристрій при обкатуванні багатозахідних різьб і черв'яків, коли кут λ підняття лінії витка перевершує з метою розміщення пристрою в западині різьби, роликовий вузол повертається на кут λр=λ. Розворот на кут λр і зсув осьового перерізу різьби на величину h роликового вузла призводить до появи кривизни профілю в площині роликів. Записавши рівняння гвинтової поверхні різьби в системі координат, пов'язаної з віссю черв'яка або гвинта, за допомогою матричного аналізу перетворимо ці рівняння в систему координат, пов'язану з площиною роликів (См. В.М. Браславский, Б.И. Бутаков. Обкатка крупных резьб. Вестник машиностроения № 7, 1970. стр. 59-62). Застосувавши залежності диференціальної геометрії розрахуємо радіуси Rл і Rn кривизни лівої і правої сторін профілю гвинтових поверхонь в площині роликів, кутів λ підйому лінії витка і величину зрушення h площини роликів з осьового перерізу гвинта. Результати розрахунків радіусів Rл і Rn для архімедових черв'яків з модулем 10 мм в площині роликів наведені в таблиці. 1 UA 101718 C2 Таблиця Результати розрахунку радіусів Rл і Rn кривизни гвинтової поверхні архімедових черв'яків з модулем m=10 мм в площині роликів Z 4 4 4 4 q 7,5 8 9 12 DВ/2, 27,5 30 35 50 мм Dcp/2, 37,5 40 45 60 мм Dз/2, мм 47,5 50 55 70 λ град. 28,7 26,55 23,95 18,43 h, мм 8,89 9,15 9,92 11,9 Rл, мм -497,4 -554,1 -677,6 -1142 Rn, мм 147,5 168,6 207,7 370,4 4 16 2 7,5 2 8 2 9 2 10 2 12 2 14 1 7,5 1 8 1 9 1 12 1 14 1 16 70 27,5 30 35 40 50 60 27,5 30 35 50 60 70 80 37,5 40 45 50 60 70 37,5 40 45 60 70 80 70 9,37 9,13 -2272 950,8 80 8,13 10,4 -3144 1301 47,5 7,62 5 -1822 914,4 50 7,12 5,34 -2094 1024 55 6,33 5,99 -2708 1264 70 4,75 7,89 -5176 2157 90 14,03 14,6 -1991 682,9 47,5 50 14,92 14,03 6 6,38 -877,0 -955,8 389,4 436,5 55 60 12,52 п,з 7,49 7,8 -1259 -1559 491,3 662,5 80 90 4,08 3,56 9,07 10,2 -7433 -10283 2888 3718 Тут DB, Dcp, Dз - внутрішній, середній і зовнішній діаметри різі черв'яка. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Методом найменших квадратів апроксимуємо залежності радіусів Rл і Rn кривизни гвинтових поверхонь з лівої і правої сторін профілю черв'яків з різними значеннями модуля т, відносно середнього діаметра профілю черв'яка до модуля m(q) і числа заходів z різьби або черв'яка 2 2 Rл=3,7q m/z; Rn=1,5q m/z. Експериментальне моделювання процесу обкатування різьб голчатими роликами на конусах і гіперболоїдах показало, що по всій глибині профілю можна обкатувати архімедові черв'яки і різьби з кутом підйому лінії витка при λ