Шевер дисковый
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 S0 по дуге делительной окружности и высотой головки зуба ha0. Толщина зуба шевера определяется по следующей зависимости: S0=
m-S1+
, где m - модуль обрабатываемого колеса; S1 - толщина зуба обрабатываемого колеса по дуге делительной окружности; - припуск на переточку шевера. Высота головки зуба шевера ha0 выбирается из диапазона между величинами h min и hmax которые определяются по следующим зависимостям: hmin=hпр+h, hmax =2hмп-hmin, где hпр - высота начала протуберанца на зубе червячной фрезы для предварительной обработки зубьев; h=
cos(
пр)/sin(-пр) - высота прямолинейного участка протуберанца на зубе червячной фрезы, hмп - высота точки максимального подреза протуберанца; пр - угол профиля протуберанца; - величина припуска под шевингование зубьев. Решаемая задача: повышение качества обработки зубчатых колес за счет исключения подреза переходной кривой у ножки зуба вершиной шевера. 9 ил.
Полезная модель относится к металлообработке и может быть использована при чистовой обработке незакаленных цилиндрических зубчатых колес.
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, МПК5 B23F 21/28, опубл. 23.01.90).
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 S0 по дуге делительной окружности и высотой головки зуба ha0, толщина зуба шевера определяется по следующей зависимости:
S 0=m-S1+,
где m - модуль обрабатываемого колеса;
S1 - толщина зуба обрабатываемого колеса по дуге делительной окружности;
- припуск на переточку шевера, а высота головки зуба шевера определяется по следующей зависимости:
ha0 =1,1ha2+/2ctg
ha2 - высота головки зуба сопряженного с обрабатываемым зубчатого колеса;
- 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.
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 a0 и толщину зуба S0 по дуге делительной окружности, определяемую следующей зависимостью:
S0 =m-S1+,
где m - модуль обрабатываемого колеса;
S1 - толщина зуба обрабатываемого колеса по дуге делительной окружности;
- припуск на переточку шевера,
зубья шевера выполняют с высотой головки ha0, величина которой находится в диапазоне между величинами hmin и h max, определяемыми следующими зависимостями:
hmin=hпр+h,
hmax =2hмп-hmin,
где hпр - высота начала протуберанца на зубе червячной фрезы для предварительной обработки зубьев;
h - высота прямолинейного участка протуберанца на зубе червячной фрезы, определяемая зависимостью h=cos(пр)/sin(-пр);
hмп - высота точки максимального подреза протуберанца;
пр - угол профиля протуберанца;
- величина припуска под шевингование зубьев.
Выполнение дискового шевера в виде косозубого зубчатого колеса, содержащего стружечные канавки, образующие режущие кромки на боковых поверхностях зубьев, размеры которых характеризуются толщиной зуба S0 по дуге делительной окружности и высотой головки зуба ha0, выбранной из диапазона между величинами hmin и hmax, 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.
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 0 по дуге делительной окружности и высотой головки зуба ha0. Толщина зуба шевера определяется по следующей зависимости:
S0=m-S1+,
где m - модуль обрабатываемого колеса;
S1 - толщина зуба обрабатываемого колеса по дуге делительной окружности;
- припуск на переточку шевера,
Высота головки зуба шевера ha0 выбирается из диапазона между величинами hmin и hmax которые определяются по следующим зависимостям:
hmin=hпр+h,
hmax=2hмп-hmin,
где hпр - высота начала протуберанца на зубе червячной фрезы для предварительной обработки зубьев;
h - высота прямолинейного участка протуберанца на зубе червячной фрезы,
h=cos(пр)/sin(-пр);
hмп - высота точки максимального подреза протуберанца;
пр - угол профиля протуберанца;
- величина припуска под шевингование зубьев.
Высота головки зуба шевера hmin соответствует граничной точке эвольвенты на детали. При выполнении высоты головки зуба шевера меньше hmin зуб детали будет обработан не на всю высоту, т.е. не будет обеспечено качество боковой поверхности зуба. Высота hmax соответствует точке переходной кривой, расположенной на продолжении эвольвенты боковой поверхности детали. При выполнении высоты головки зуба шевера больше hmax 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;
=20° - угол профиля;
S1=7,542 - толщина зуба обрабатываемого колеса по дуге делительной окружности.
Данные червячной фрезы для предварительной обработки зубьев:
hпр=3,2 мм - высота начала протуберанца на зубе червячной фрезы;
hмп =3,85 мм - высота точки максимального подреза протуберанца;
пр=10° - угол профиля протуберанца.
Технологические данные:
=0,2 мм - припуск на переточку шевера;
=0,06 мм - величина припуска под шевингование зубьев.
Последовательность расчета:
толщина зуба шевера по дуге делительной окружности составляет
S0=m-S1+=3,14·4,5-7,542+0,2=6,788 мм,
Высота прямолинейного участка протуберанца на зубе червячной фрезы:
h=cos(пр)/sin(-пр)=0,06cos10°/sin(20°-10°)=0,34 мм;
Минимальная высота головки зуба шевера:
hmin=hпр+h=3,2+0,34=3,54 мм;
Максимальная высота головки зуба шевера:
hmax=2hмп-hmin=2·3,85-3,54=4,16 мм.
Таким образом, для обеспечения обработки зуба на полную высоту и исключения подреза переходной кривой необходимо высоту головки зуба шевера ha0 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.
Шевер дисковый, выполненный в виде косозубого зубчатого колеса, содержащего стружечные канавки, образующие режущие кромки на боковых поверхностях зубьев, имеющих высоту головки зуба h a0 и толщину зуба S0 по дуге делительной окружности, определяемую следующей зависимостью:
S0=m-S1+,
где m - модуль обрабатываемого колеса;
S 1 - толщина зуба обрабатываемого колеса по дуге делительной окружности;
- припуск на переточку шевера,
отличающийся тем, что зубья шевера выполнены с высотой головки ha0, величина которой находится в диапазоне между величинами h min и hmax, которые определяют следующими зависимостями:
hmin=hпр+h,
hmax=2h мп-hmin,
где hпр - высота начала протуберанца на зубе червячной фрезы для предварительной обработки зубьев;
h - высота прямолинейного участка протуберанца на зубе червячной фрезы, которую определяют зависимостью h=cos(пр)/sin(-пр),
hмп - высота точки максимального подреза протуберанца;
пр - угол профиля протуберанца;
- величина припуска под шевингование зубьев.
