Підвищення точності зміцнювальної накатки зубців за рахунок розробки принципово нової геометрії накатного інструмента - Автореферат

Суттєве покращення експлуатаційних властивостей коліс може бути досягнуте за рахунок накатки їх зубців за допомогою різноманітних схем накатки та накатних інструментів. Точність такої накатки залежить від точності накатного інструмента, проектування якого засновано на теорії формоутворення поверхонь, яка запропонована в роботах Гречишнікова В.А., Іноземцева Г.Г., Лашнєва С.І., Равської Н.С., Родіна П.Р., Семенченка І.І., Сухорукова Ю.Н., Цвиса Ю.В. Існує велика кількість накатного інструмента, а також способів його формоутворення, які мають цілий ряд недоліків. Таким чином, дана дисертаційна робота, яка спрямована на підвищення точності оздоблювальної обробки зубців зубчастих коліс за рахунок розробки принципово нової геометрії накатного інструмента, дає рішення актуального науково-технічного завдання. Знайти схему формоутворення накатного інструмента з одержанням його профілю в залежності від кінематики процесу різання.У першому розділі «Аналіз методів підвищення довготривалості роботи зубців зубчастих коліс» проаналізовано стан проблеми підвищення точності накатки зубців циліндричних зубчастих коліс. Вирішенням проблеми підвищення точності накатки з одночасним зниженням її собівартості за рахунок розробки нових інструментів та схем формоутворення їх поверхонь займалися багато науковців, серед яких слід відзначити роботи Іноземцева Г.Г., Кирсанова Г.Н., Литвина Ф.Л., Перепелиці Б.А., Равської Н.С., Родіна П.Р., Семенченка І.І. та інших. Таким чином, для розвязання питання підвищення точності накатки зубців циліндричних зубчастих коліс необхідно дослідити нову схему формоутворення накатного інструмента. У другому розділі «Методика досліджень» наведено структурно-логічну схему роботи та викладено загальну методику проведення досліджень, описано методики теоретичних і експериментальних досліджень, використане обладнання, пристосування, інструмент і оброблювальні матеріали. Процес накатки зубців циліндричних зубчастих коліс залежить від: відносної швидкості ковзання зубців накатника і зубчастого колеса, яке накатується; сумарної швидкості контактуючих поверхонь зубців; кута між контактною лінією та відносною швидкістю ковзання; питомих ковзань на зубі накатного інструмента та зубі зубчастого колеса, яке накатується, наведеної кривизни поверхонь контактуючих зубців.У результаті виконаних досліджень розвязано важливе наукове і народногосподарське завдання, яке полягає в підвищенні точності зміцнювальної накатки зубців зубчастих коліс за рахунок розвитку теорії формотворення поверхонь, на базі якої розроблена принципово нова геометрія накатного інструмента. В аналітичному вигляді, у просторовому зачепленні отримана поверхня зубців гіперболоїдної інструментальної поверхні, яка використовується для накатки зубців циліндричних зубчастих коліс. Проведена експериментальна накатка зубців відмінних по геометрії зубчастих коліс з використанням розробленого накатного інструмента, яке дозволило отримати зубчасті колеса сьомого ступеня точності. Знайдені технологічні параметри процесу накатки зубців циліндричних зубчастих коліс, що дозволяють отримати найкращу якість оброблених зубців. Луганськ для накатки зубців циліндричних зубчастих коліс, що дозволило знизити собівартість обробки зубців на 12%, а також використовувати результати досліджень у навчальному процесі.

Основний зміст роботи

У результаті виконаних досліджень розвязано важливе наукове і народногосподарське завдання, яке полягає в підвищенні точності зміцнювальної накатки зубців зубчастих коліс за рахунок розвитку теорії формотворення поверхонь, на базі якої розроблена принципово нова геометрія накатного інструмента.

Висновки та результати роботи сформульовані в наступних положеннях: 1. Удосконалена теорія проектування накатного інструмента для накатки зубців циліндричних зубчастих коліс.

2. Знайдені основні інструментальні поверхні, спряжені з поверхнею зубців оброблюваних зубчастих коліс.

3. Розроблена принципово нова схема формоутворення гіперболоїдного інструмента, який використовується для зміцнювальної обробки зубців циліндричних зубчастих коліс.

4. Отримано принципово новий накатний інструмент, який дозволяє накатувати циліндричні зубчасті колеса з будь-якою кількістю зубців.

5. В аналітичному вигляді, у просторовому зачепленні отримана поверхня зубців гіперболоїдної інструментальної поверхні, яка використовується для накатки зубців циліндричних зубчастих коліс.

6. Досліджені основні геометро-кінематичні показники процесу накатки зубців циліндричних зубчастих коліс за допомогою багатозахідних гіперболоїдних накатних інструментів.

7. Знайдені оптимальні параметри накатного інструмента в залежності від геометро-кінематичних показників процесу накатки зубців зубчастих коліс.

8. Розроблені принципово нові методи виготовлення зубців гіперболоїдного інструмента на стандартному зубооброблювальному обладнанні.

9. Визначена оптимальна геометрія накатного інструмента в залежності від кількості заходів та кута нахилу зуба.

10. Проведена експериментальна накатка зубців відмінних по геометрії зубчастих коліс з використанням розробленого накатного інструмента, яке дозволило отримати зубчасті колеса сьомого ступеня точності.

11. Знайдені технологічні параметри процесу накатки зубців циліндричних зубчастих коліс, що дозволяють отримати найкращу якість оброблених зубців.

12. Результати досліджень впроваджені на ВАТ ХК «Луганськтепловоз», а також в обєднанні ЗАТ «Трансмаш» м. Луганськ для накатки зубців циліндричних зубчастих коліс, що дозволило знизити собівартість обробки зубців на 12%, а також використовувати результати досліджень у навчальному процесі.

Список опублікованих праць за темою дисертації та особистий внесок автора в публікаціях у співавторстві

1. Кириченко И.А. Технология изготовления квазигиперболоидного колеса для гиперболоидной передачи / И.А. Кириченко., В.А. Витренко, Г.В. Кириченко, Н.Н. Кузьменко, О.С. Мухина, А.В. Витренко. // Вісник Східноукраїнського національноого університету ім. В. Даля. - Луганськ, 2005. - Вип. 8. - С. 167-179 / Дисертантом проведено обґрунтування постановки задачі, проведено аналіз та зроблено висновки.

2. Вітренко А.В. Синтез гиперболоидной передачи второго рода / А.В. Витренко, И.А. Кириченко, О.С. Мухина, В.Н. Пилипенко // Надійність інструменту та оптимізація технологічних систем. - Краматорськ, 2005. - Вип. 17. - С. 160-164 / Дисертантом синтезовані різноманітні гіперболоїдні передачі другого роду, які одержані за рахунок нової схеми формоутворення.

3. Кириченко И.А. Технология производства квазигиперболоидных зубчатых колес / И.А. Кириченко, А.В. Витренко, В.А. Витренко, Н.Н. Кузьменко, А.В. Лейба, О.С. Мухина // Наукові праці Донецького національного технічного універистету. - Донецьк, 2006. - №110. - С. 81 - 86 / Автору належить проведення експериментальних досліджень параметрів точності геометрії колеса, що виготовляється .

4. Игнатенко О.Г. Зуботочение цилиндрических зубчатых колес с эвольвентным профилем / О.Г. Игнатенко, А.В. Витренко, О.С. Мухина, С.Б. Воронцов // Машиностроение и техносфера XXI века. - Донецьк, 2006. - Том 2. - С. 67 - 71. / Дисертантом отримані аналітичні залежності та зроблені відповідні висновки.

5. Витренко О.С. Отделочно-упрочняющая обработка зубьев цилиндрических колес / О.С. Витренко, И.А. Кириченко // Надійність інструмента та оптимізація технологічних систем. - Краматорськ, 2007. - Вип. 21. - С. 202-206 / Здобувачем виконаний аналіз можливих похибок виготовлення накатного інструмента.

6. Витренко О.С. Геометрия и кинематика передачи, состоящей из квазигиперболоидного и цилиндрического зубчатого колеса / О.С. Витренко, Н.Н. Кузьменко // Вісник Східноукраїнського національно університету ім. В. Даля. - Луганськ, 2007. - Вип. 9 - С. 173 - 175 / Дисертантом запропоновано методику визначення геометричних та кінематичних параметрів зчеплення зубців гвинтової передачі.

7. Витренко О.С. Повышение долговечности зубчатых колес за счет отделочно-упрочняющей обработки / О.С. Витренко, И.А. Кириченко, С.Б. Воронцов // Надійність інструмента та оптимізація технологічних систем. - Краматорськ, 2008. - Вип. 23. - С. 190-193 / Автором розвязані математичні залежності та розраховано вплив геометрії накатного інструмента на шорсткість обробленої поверхні.

8. Kirichenko I.A. Tooth-grinding of cylindrical tooth-wheels by quasi-hyperbolar knurling cutting tools / I.A. Kirichenko, O.S. Vitrenko, M.V. Lobanova // Oddzial reolakcying - wydawniczy narodowej akademii ockrony przyrody I budiwnictwa obiektow wypoczynkowych w Simferopoly na Krymie: motrol motorization and power indasnry in agriculture. - 2008. - Volume 10. - a.p. 78-82 / Автору належить загальне формування наукового завдання, аналіз отриманих результатів.

9. Витренко О.С. Профилирование накатного инструмента / О.С. Витренко, И.А. Кириченко // Надійність інструмента та оптимізація технологічних систем. - Краматорськ, 2009. - Вип. 24. - С. 190-193. Дисертантом отримано аналітичні залежності та зроблено висновки.

10. Витренко О.С. Многозаходный инструмент для обработки зубьев цилиндрических зубчатых колес / О.С. Витренко // Восточноевропейский журнал передовых технологий. - Харків, 2009. - 6/6(42) - С. 27-28.

11. Бочарова И.А. Накатка зубьев цилиндрических колес методом ПДУ / И.А. Бочарова, О.С. Витренко, Б.С. Воронцов, И.А. Кириченко // Вестник двигателестроения. - Запоріжжя, 2009. - №2. - С. 102-103. Автором розроблено методику проведення експериментальних досліджень впливу геометричних параметрів інструмента на точність обробки зубців циліндричних зубчастих коліс.

12. Витренко О.С. Синтез инструментов для накатывания цилиндрических зубчатых колес / О.С. Витренко // Надійність інструмента та оптимізація технологічних систем. - Краматорськ, 2009. - Вип. 25. - С. 9-14.

13. Пат. 34475 Україна, МПК В23F 9/00. Спосіб нарізування гіперболоїдних зубчастих коліс / О.В. Вітренко, О.С. Вітренко, І.О. Кириченко, заявник і патентовласник Східноукраїнський національний університет ім. В. Даля. - №200803692; Заявл. 24.03.2008; Опубл. 11.08.2008, Бюл. № 15. Здобувачем розроблено спосіб отримання теоретично точної геометрії зубчастого колеса за рахунок двох подач на зубофрезерному верстаті.

14. Пат. 40480 Україна, МПК В23F 9/00. Спосіб нарізування гіперболоїдних зубчастих коліс / О.В. Вітренко, О.С. Вітренко, І.О. Кириченко, заявник і патентовласник Східноукраїнський національний університет ім. В. Даля. - №200813259; Заявл. 17.11.2008; Опубл. 10.04.2009, Бюл. № 7. Дисертантом отримано аналітичні залежності та зроблено висновки.