Устройство для упрочнения зубчатых колес обработкой ультразвуком

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ИТИЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик вв871949 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 110180 (21) 2867834/25-27 (51)М. Кл.

В 21 Н 5/02

В 24 В 39/00 с присоединением заявки №

Государственный комитет

СССР. по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 1 10,8i. Бюллетень ¹38

Дата опубликования описания 15.1081 (53} УДК 621.771 67 (088 ° 8) (72) Автор изобретения

А.М.Даньков (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ЛЛЯ УПРОЧНЕНИЯ ЗУБЧАТЫХ

КОЛЕС ОБРАБОТКОЙ УЛЬТРАЗВУКОМ

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к устройствам для повышения надежности и ресурса мелкомодульных зубчатых колес.

Известна установка для ультразвуковой обработки зубчатых колес, содержащая магнитострикционный преобразователь, акустический трансформатор скорости (концентратор) и закрепленный на его торце инструмент. Инструмент

1О постоянно прижат к профилю обрабатываемого зуба и при этом находится в колебательном движении, сообщаемом ему преобразователем через концентратор (Ц . 15

Недостатком данной установки является циклический характер ее действия: во-первых, зубья упрочняются последовательно, во-вторых, упрочнение активного. профиля по ширине 20 зуба осуществляется в течение определенного числа качаний зубчатого колеса.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату 25 к предлагаемому является устройство, содержащее магнитострикционный преобразователь, концентратор, закрепленный на торце концентратора инструмент, выполненный в виде корпу- 30 са с установленным в нем зубчатым колесом, и приводной вал для установки упрочняемого зубчатого колеса (2) .

Недостаток этого устройства— сложность акустической системы, приводящая к большим потерям энергии в сопряжениях деталей при передаче ее от концентратора к инструментальному зубчатому колесу.

Цель изобретения — упрощение акустической системы упрочняющего устройства и уменьшение потерь при передаче энергии от концентратора к инструменту.

Указанная цель достигается тем, что устройство для упрочнения зубчатых колес обработкой ультразвуком, содержащее магнитострикционный преобразователь, концентратор, закрепленный на его торце инструмент, оправ. ку для установки упрочняемых зубчатых колес и приводной вал, снабжено коромыслом и серьгой; установленными на подшипниках на приводном валу, эксцентриком, установленным на серьге с возможностью контакта с коромыслом и связанным зубчатой передачей с при- водным валом, зубчатыми секторами, закрепленными на приводном валу, и вспомогательным зубчатым колесом, ус871949 тановленным на коромысле с возможностью контакта с зубчатыми секторами и имеющим толщину зубьев, меньше чем у инструмента, причем инструмент выполнен в виде зубчатого сектора внут- реннего зацепления, а оправка для установки упрочняемых зубчатых колес размещена на коромысле.

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид, в разрезе; на фиг. 2 схема устройства.

Устройство содержит преобразователь 1, концентратор 2, инструмент 3 выполненный в виде зубчатого сектора внутреннего зацепления, и приводной вал 4, связанный с электродвигателем 5, и основание 6. На приводном валу 4 установлены зубчатое колесо

7, серьга 8, которая фиксируется относительно основания 6 с помощью стойки 9, коромысло 10, чашка 11. В серьге 8 на подшипнике 12 установлен эксцентрик 13 с эксцентриситетом е, на котором установлен подшипник 14, расположенный в пазу а коромысла 10.Эксцентрик 13 связан с приводным валом 4 через зубчатые колеса 7 и 15.

На коромысле 10 в разрезных конических подшипниках 16, затягиваемых гайками 17, установлена оправка 18 и зубчатое колесо 19, вращающееся на подшипниках 20.На оправке 18 установлены упрочняемые зубчатые колеса 21, 30 одно из которых жестко связано с оправкой 18, а другое может свободно вращаться на ней. Зубчатые колеса 21 находятся в зацеплении с инструментом

3 и образуют с ним замкнутый контур 3S нагружаемый пружиной 22.

Поскольку с целью упрощения акустической системы, включающей преобразователь и инструмент, зубчатый сектор 3 выполнен с небольшим числом зубьев, то за одно качание коромысла

10 обработке подвергается только часть зубьев колес 21., Поэтому в конце каждого качания коромысла 10 необходим поворот зубчатых колес 21 на угол, обеспечивающий при следующем качании обработку очередной группы зубьев.

Это возможно только при выходе зубчатых колес 21 из зацепления с сектором 3 ° Предотвращение раскручивания пружины 22 в этом случае достигает- 50 ся за счет зацепления зубчатых колес

21 с зубчатым колесом 19, толщина зубьев которого меньше, чем толщина зубьев сектора 3. Разность толщин зубьев необходима для исключения 5S влияния зубчатого колеса 19 на процесс обработки зубчатых колес 21 (исключения контакта между рабочими поверхностями зубьев колес 21 и сектора 3). Поворот же зубчатых колес .21 на требуемый угол в конце каждого качания коромысла 10 происходит эа счет зацепления вспомогательного зубчатого колеса 19 с зубчатыми секторами 23, установленными в чашке 11 и закрепленными с помощью прижима 24. 65

При передаточных числах g . Z =4

Z . 2

ЯЪ . 2 2 р Z5da= 5 эа один обоРот, приводного вала 4 коромсло 10 совер шает 8 качаний, а упрочняемые зубч,тые колеса 21 делают два полн обоРота вокруг своей оси. При величине угла = 9 обработка зубчатых кол

21 о ес осуществляется за 0 5 оборота при водного вала.

Величина эксцентриситета е=ЛЕ определяется следующим образом.

Прямые АЕ и АЕ"соответствуют край" ним положениям оси коромысла 10 при выходе колес 21 из зацепления с сек= тором 3. При укаэанных передаточных числах поворот зубчатых колес 21 вне зацепления с сектором 3 на угол 450 происходит за время поворота эксцентрика на 90 . Восстановив перпендикуо ляр, например к Е А, проходящей через точку Д, построим с вершиной в точке Д прямой угол так, чтобы восстановленный перпендикуляр служил ему биссектрисой. Полученные таким образом точки Е, Е, F, F — положения оси эксцентрика делят траекторию эксцентрика на 4 участка: E E — участок рабочего хода в прямом направлении, определяющий величину углов. " между соседними секторами 23; E F и

F" Е" — участки холостого хода, определяющие величину центрального угла зубчатых секторов 23, F F ó÷àñток рабочего хода в обратном направлении, определяющий величину углов между соседними зубчатыми секторами 23.

Устройство работает следующим образом.

Оправка 18 с зубчатыми колесами

21 и пружиной 22 устанавливается на коромысло 10. Пружина 22 закручивается на определенный угол, колеса 21 вводятся в зацепление с зубчатым колесом 19. После включения приводного двигателя 5 коромысло 10 начинает совершать возвратно-вращательное движение, а установленные на нем зубчатые колеса 21 — планетарное движение относительно зубчатого сектора 3, причем пружина 22 создает требуемое усилие прижатия рабочих поверхностей зубьев колес 21 и сектора 3 друг к друry. Одновременно с этим колебания торца концентратора 2 через сектор 3 передаются в зону зацепления с ним упрочняемых зубчатых колес 21, благодаря чему происходит упрочнение рабочих поверхностей зубьев колес 21 вследствие наклепа. После выхода колес 21 из зацепления с сектором 3 происходит их поворот на угол, обеспечивающий обработку очередной группы зубьев при следукщем качании коромысла 10, осуществляемый благодаря зацеплению зубчатого колеса 19 с секторами 23.

Таким образом, обработка всего числа зубьев колес 21 происходит за опре871949 деленное число оборотов приводного вала 4 в одном направлении.

Реализация предложения позволяет уменьшить количество элементов, составляющих акустическую систему, и следовательно упростить ее, а также уменьшить потери энергии в сопряжениях элементов при передаче ее от концентратора к инструменту.

Формула изобретения

Устройство для упрочнения зубча-. тых колес обработкой ультразвуком, содержащее магнитострикционный преобразователь, концентратор, закрепленный на его торце инструмент, оправку для установки упрочняемых зубчатых колес и приводной вал, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения акустической системы и уменьшения потерь энергии при передачи ее от концентратора к инструменту, оно снабжено коромыслом и серьгой, установленными на подшипниках на приводном валу, эксцентриком, установленным на серьге с возможностью контакта с коромыслом и связанным зубчатой передачей с приводным валом, зубчатыми секторами, закрепленными на

5 приводном валу и вспомогательным зубчатым колесом, установленным на коромысле с возможностью зацепления с зубчатыми секторами и имеющим толщину зубьев, меньшую чем у инструмента, причем инструмент выполнен в виде о зубчатого сектора внутреннего зацепления, а оправка для установки упрочняемых зубчатых колес размещена на коромысле.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Муханов И.И. и др. Повьааение несущей способности зубчатых колес упрочняюще-чистовой обработкой ультразвуковым инструментом. Труды. Ho О восибирский электрический институт, вып. 2, с. 48-51, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2646999/25-27, кл. В 21 Н 5/02, 19.07.78.

871949 з,2

Составитель С.Сасенко

Редактор Н.Горват Техред Л.Пекарь Корректор Ю.Макаренко

Заказ 8879/11 Тираж 743 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектая, 4