СВЯЗЬ КОНСТРУКТИВНЫХ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ С ПОГРЕШНОСТЯМИ РАЗМЕРОВ И ФОРМЫ ОСНОВНЫХ ДЕТАЛЕЙ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ

Источники погрешностей и проблема точности зубообработки колес зубчатых передач транспортных средств

В ходе выполнения зубообрабатывающих операций па зубчатых колесах

возникают погрешности обработки, вызывающие отклонения формы и размеров обработанных зубьев от теоретически заданных. Это приводит к нарушению постоянства передаточного отношения передачи (кинематической погрешности) и плавности ее работы, контакта зубьев в передаче (по длине и высоте зуба) и бокового зазора между ними.

Все перечисленное влияет на эксплуатационные качества зубчатых передач трансмиссий, вызывая преждевременный износ зубчатых колеси вредные шумы в передаче.

К основным источникам возникновения погрешностей следует отнести: физико-механические свойства материалов зубчатых колес; погрешности формы и размеров заготовок деталей, полученные на предыдущих операциях; погрешности изготовления и настройки станков, приспособлений и инструментов; погрешности базирования и закрепления обрабатываемого колеса и инструмента; силовые и температурные деформации упругой технологической системы станок - приспособление - инструмент - деталь; погрешность, обусловленная приближенным методом профилирования зубообрабатывающего инструмента; износ режущих элементов инструмента; погрешность измерения.

При выполнении зубообрабатывающих операций источники погрешностей проявляют случайный и систематический характер. Систематически действующие источники погрешностей могут быть постоянными и периодическими (функциональными).

Одна из главных задач технологии зубообработки - изучение источников погрешностей, возникающих в процессе выполнения технологического процесса изготовления зубчатых колес, с целью устранения или частичного уменьшения их действия до допустимых значений путем адаптивной оптимизации производства зубчатых передач.

Источники погрешностей зубообрабатывающих операций вызывают относительные дополнительные (избыточные) перемещения упругой технологической системы, которые приводят в процессе выполнения зубообрабатывающих операций к непрерывному изменению расстояния между производящей поверхностью режущего лезвия инструмента и идеальным (теоретически точным) зубчатым колесом.

Чтобы понять сущность этого вопроса, расположим идеальное зубчатое колесо в системе координат xyz так, чтобы ось его вращения совпала с осью z, а радиус, проходящий по межцентровому расстоянию между осями колеса и инструмента, совпадал с осью у. Тогда осьх также совпадет с радиусом идеального зубчатого колеса, но расположится перпендикулярно осямхиу. Направление вдоль оси z будем называть осевым, вдоль оси у- радиальным, а вдоль оси х- тангенциальным (рисунок 2.1).

Система координат для рассмотрения избыточных перемещений упругой технологической системы в процессе обработки зубьев

Рисунок 2.1.Система координат для рассмотрения избыточных перемещений упругой технологической системы в процессе обработки зубьев

Следовательно, избыточные перемещения упругой технологической системы происходят в результате избыточных относительных перемещений обрабатываемого колеса и инструмента вдоль каждой координатной оси системы xyz (осевое, радиальное и тангенциальное перемещение) и поворотов колеса вокруг этих осей.

Однако следует отметить, что источники погрешностей при выполнении зубообрабатывающих операций обычно имеют слабые связи с избыточными поворотами упругой технологической системы вокруг осей х и у. Поэтому с достаточной для практических расчетов точностью можно предположить, что избыточные перемещения упругой системы являются функцией избыточных относительных перемещений обрабатываемого колеса и инструмента в направлении трех координатных осей и поворота колеса только вокруг оси z. В свою очередь избыточные перемещения упругой системы приводят к приращению профиля (правого и левого) зуба колеса по линии действия, «...то есть линии, проходящей через точку взаимодействия зубьев, по которой происходит передача рабочего усилия...» [16].Значение приращения профиля зуба по линии действия указывает на относительные дополнительные перемещения сопряженных поверхностей зубьев колес при их работе в передаче, то есть на погрешность зубообработки, образующейся в ходе выполнения технологической операции. Эти погрешности необходимо изучать во взаимосвязи с нарушениями комплексных показателей точности зубчатого колеса, то есть кинематической точности, плавности работы, контакта зубьев в передаче и боковых зазоров. Именно исследование комплексных погрешностей обработанного колеса имеет определяющее значение для оценки эксплуатационных качеств зубчатой передачи.

Следует заметить, что все погрешности необходимо исследовать в том виде, в каком они появляются в процессе обработки зубчатых колес и действуют при работе последних в зубчатой передаче (рисунок 2.2).

С целью выявления, а, следовательно, и устранения или уменьшения погрешности зубообработки, сначала устанавливают источники их появления и соответствующие им значения перемещений Д[ упругой технологической системы в координатной системе xyz . Далее определяют закон изменения значения перемещения Д* и после установления связей находят суммарные перемещения упругой системы в координатах xyz.

На последнем этапе устанавливают связи между суммарными перемещениями упругой системы и показателями точности зубчатых колес по линии действия (рисунок 2.3). Такой технологический анализ наиболее полно выявляет не только доминирующие, но и прочие факторы, влияющие на точность зубообработки, и способствуют устранению или уменьшению их действия с помощью адаптивного управления технологической операцией.

Источники появления избыточных перемещений технологической системы в процессе обработки зубьев

Рисунок 2.2.Источники появления избыточных перемещений технологической системы в процессе обработки зубьев

Связь между суммарными перемещениями технологической системы и показателями точности зубчатых колес

Рисунок 2.3.Связь между суммарными перемещениями технологической системы и показателями точности зубчатых колес:

Дуст - погрешность установки; Рац- погрешность обката; Tt - точность закрепления; М„ - кинематическая точность станка; ки 3 - качество металла заготовки; dc - статическая погрешность настройки; Гт - геометрическая точность инструмента; Сху2 - жесткость упругой технологической системы; Д„ш - погрешность и измерения; d0 - динамическая погрешность обработки; кс - кинематическая погрешность станка; Дтсмп - температурные изменения при обкатке; ПК - пятно контакта.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >