книги / Технология производства и методы обеспечения качества зубчатых колес и передач

Шевингование отличается более высокой степенью пластической деформации тонких поверхностных слоев обрабатываемых зубьев. Хотя сила резания при шевинговании по сравнению с зубофрезерованием уменьшается в среднем в 1,6 раза, объем снимаемой стружки уменьшается в 5-6 тысяч раз, что приводит к значительному росту удельных сил резания. Как известно [56,82,91,103], увеличение степени пластической деформации ма­ лопластичных материалов, к которым относятся и исследованные материалы зубчатых колес, вызывает резкое увеличение остаточных напряжений сжатия и глубины их проник­ новения в металл. Это является, на наш взгляд, основной причиной превращения растяги­ вающих напряжений в поверхностном слое зубьев после зубофрезерования в сжимающие после шевингования. Этому способствует также снижение температуры в зоне резания при шевинговании примерно в 3 раза (с 320-350° до 120-140°) [104,105] по сравнению с зубофрезерованием.

При зубохонинговании основную роль в некотором уменьшении сжимающих напря­ жений (до 1,8 раз) играет тепловой фактор, характерный для доводочных процессов [82, 103]. Так как зубохонингование выполняют при мягких режимах, со снятием незначи­ тельного припуска, при эффективном охлаждении керосином, в зоне резания возникают невысокие температуры, которые приводят к релаксации остаточных напряжений, не­ большому разупрочнению и снижению мнкротвердости поверхностного слоя, характер­ ных для процесса низкотемпературного отпуска.

Процесс преобразования сжимающих остаточных напряжений в поверхностном слое зубьев цилиндрических колес в растягивающие при зубошлифовании достаточно подроб­ но изучен и описан в п. 12.2 (рис. 12.1-12.4).

С целью проверки наличия технологической наследственности при формировании остаточных напряжений первого рода в поверхностном слое зубьев при ХТО выполнен дополнительный эксперимент. Партия зубчатых колес из стали 25ХГТ после зубофрезерования и шевингования подвергалась отжигу для полного снятия внутренних напряже­ ний, а затем обрабатывалась по обычному маршруту (ХТО, зубохонингование). После всех операций измерялись остаточные напряжения первого и второго родов в поверхност­ ном слое зубьев. Полученные результаты сопоставлялись с результатами, полученными при обработке деталей второй партии таких же зубчатых колес, не подвергнутых после шевингования отжигу (табл. 12.6).

Таблица 12.6

Влияние ХТО на изменение остаточных напряжений в поверхностном слое зубьев цилиндрических зубчатых колес из стали 25ХГТ

482 Г л а в а 12

Как видно из табл. 12.6, остаточные напряжения первого и второго родов в поверхно­ стном слое зубьев зубчатых колес, прошедших после шевингования операцию отжига, оказались меньшими после ХТО и зубохонинговання, чем у зубчатых колес, не подверг­ нутых отжигу, на величину остаточных напряжений в поверхностном слое зубьев после шевингования. Это дополнительно подтверждает наличие явления технологической на­ следственности при формировании остаточных напряжений первого и второго родов на различных операциях обработки зубчатых колес, в том числе и при ХТО. Следовательно, химико-термическая обработка цилиндрических зубчатых колес не является непреодоли­ мым барьером для наследования значений остаточных напряжений в поверхностном слое зубьев.

Остаточные напряжения второго рода о2 в поверхностном слое зубьев.

Изучение остаточных напряжений второго рода было выполнено на тех же зубчатых колесах, что и напряжений первого рода; основные результаты исследования приведены в табл. 12.3.

Установлено, что для всех рассмотренных материалов и процессов их обработки су­ ществует тесная корреляционная взаимосвязь между значениями остаточных напряже­ ний второго рода на соседних операциях, т. е. имеет место явление технологической на­ следственности при формировании значений а 2 на всех операциях изготовления цилинд­ рических зубчатых колес (г^ = 0,65-0,88).

Операции шевингования, зубохонингования, зубошлифования червячным кругом вызывают некоторое уменьшение исходных значений остаточных напряжений а 2, опе­ рации ХТО (нитроцементации, закалки, низкого отпуска), зубобкатки, зубош ли­ фования коническим кругом - увеличение исходных значений а 2.

Различие в характере влияния зубошлифования червячным и коническим кругами на изменение исходных значений а 2 может быть объяснено различием в условиях шли­ фования. Зубошлифование коническим кругом производят на более жестких режимах, чем червячным, что приводит к более высоким температурам и силам резания в зоне об­ работки. Это и способствует, на наш взгляд, появлению больших значений остаточных напряжений после зубошлифования коническим кругом по сравнению с червячным. Это явление делает еще более предпочтительным применение зубошлифования червячным кругом по сравнению с зубошлифованием коническим кругом.

Управление значениями а 2 после шевингования и зубохонингования может быть осуществлено в основном за счет оптимизации исходных значений с 2 (Л = 23-36%,

В = 64-77% ), хотя и регулирование условий выполнения данных операций может суще­ ственно изменить выходные значения а 2 (Л = 23-36%).

При ХТО, зубообкатке и зубошлифовании регулирование значений а 2 с равной сте­ пенью эффективности может быть осуществлено как за счет оптимизации условий выпол­ нения данных операций (Л = 44-58%), так и за счет оптимизации исходных значений о2 перед данными операциями (В * 42-56%).

Литература

1.Зильберглсйт В. Л. Технологические процессы и оборудопапис для обработки цилиндрических зубчатых колес с гладким и шлицевым отверстием. М.: Машиностроение, 1973.

2.Овумян Г. Г, Адам Я. И. Справочник зубореза. — М.: Машиностроение, 1983.

3.Производство зубчатых колес: Справочник / Под рсд. д. т. и., проф. Б. А. Тайца. М.: Машинострое­ ние, 1990.

4.Голиков В. И. Технология изготовления точных цилиндрических зубчатых колес. М.: Машино­ строение, 1968.

5.Гофштсйн А. Б., Израилевич Я. С. Повышение точности направления зуба при шевинговании / / Вестник машиностроения. 1975. № 12.

6.Калашников С. Н. Обработка зубьев цилиндрических зубчатых колес: Справочник тсхиолога-ма- ншностроитсля. T. 1. М.: Машиностроение, 1986.

7.Клепиков В. Д. Шевинг-процесс. М.: Машиигиз, 1946.

8.Коган Г. И. Изготовление цилиндрических колес со шлифовальными зубьями. М.: Машгнз, 1962.

9.Ляпунов М. А. Исправимость зубчатых колес шевингованием / / Бюллетень технической инфор­ мации Харьковского областного правления НТО МАШПРОМ. Вын. 8.1958.

10.Маталии А. А., Федосова И. В. Шевингование шестерен малого модуля / / Станки и инструмент. 1951. №6.

И.Мильштспн М. 3. Исследование точности процесса шевингования зубчатых колес средних моду­ лей: Дисс. к. т. и. Киев, 1962.

12.Полоцкий М. С. Повышение точности быстроходных зубчатых передач шевингованием //Труды ЦНИИТМАШ. Вын. 10.1960.

13.Ссмсичсико И. И., Матюшин В. М., Сахаров Г. Н. Проектирование металлорежущих инструмен­ тов. М.: Машгиз, 1962.

14.Ссрваровский А. Н., Фетисов А. М. Улучшение качества зубчатых колес. М.: ГОСИНТИ. Передо­ вой научно-технический и производственный опыт. № 14-68-784/101.1968.

15.Соколов В. П. Повышение эффективности шевингования цилиндрических зубчатых колес / / Пу­ ти повышении производительности и точности при нарезании зубчатых колес. М.: Машгиз, 1954.

16.Сыромятников В. С. Исследование шевингования крупномодульных зубчатых колес: Дисс. к. т. п. Свердловск, 1965.

17.Рсбрикопа Е. И. Шевингование зубчатых колес первого класса точности взамен зубошлифования И Станки и инструмент. 1952. № 7.

18.Чапаев Н. П. Изготовление и отделка зубчатых колес. М.: Машгиз, 1949.

19.Антонюк В. Е. Справочное пособие зуборезчика. Ми.: Беларусь, 1989.

20.Бснкин В. А. Прогрессивные методы финишной обработки цилиндрических зубчатых колес / / Технология металлообрабатывающего производства. М.: НИИМАШ, 1980.

21.Бунтов В. Н., Завип В. В., Курищук А. А. Алмазное зубохопннгованис впроизводствезубчатых ко­ лес / / Синтетические алмазы - ключ к техническому npoipcccy. Ч. I. Киев: Наукова думка, 1977.

22.Зубчатые передачи: Справочник / Е. Г. Гинзбург, Н. Ф. Голованов, Н. Б. и др. Под общ. рсд. Е. Г. Гинзбурга. М.: Машиностроение, 1980.

23.Гулида Э. Н. Технология отделочных операций зубообработкн цилиндрических колес. Львов: Вища школа, 1977.

24.Гулида Э. Н. Управление надежностьюцилиндрическихзубчатыхколес. Львои: Внщашкола, 1983.

25.Жугин Н. Г., Буторин Г. И., Мнков 10. Г. Влияние методов отделочной обработки зубьев на экс­ плуатационные показатели шестерен / / Тезисы докладов Всссоюзн. науч.-техн. конференции •«Технологические методы обеспечения качества зубчатых передач», 8-10 апреля 1981 г., Сверд­ ловск. М.: ЦП НТО Мавшром, 1981.

26.Калашников С. Н., Калашников А. С. Методы и станки для шлифования зубчатых колес / / Техно­ логия автомобилестроения, 1977, № 1.

27.Корзипкнн В. И. Исследование процесса зубохонипгования / / Надежность и качество зубчатых нсрадач. 18-67-64. М.: НИИНФОРМТЯЖМАШ, 1967.

28.Кургаиовач В. О., Лукьянчнков В. Н., Безбородов В. Н. Исследование корреляционной связи точ­ ностных параметров зубчатых колес посоставлякнцим операциям техпроцессаих изготовления / / Повышение надежности иресурса зубчатых передач втракторном исельскохозяйственном маши­ ностроении. Харьков: Харьковский дом техники, 1979.

29.Маржиие Н. И., Новиков H. С. Исследование влияния зубохонннгопания па показатели точности цилиндрических зубчатых колес//Автомобильная промышленность. 1978. № 1.

30.Милынтсйи М. 3. Нарезание зубчатых колес. М.: Высшая школа, 1972.

31.HODHIIIOK О. С. Расчетточностных параметров цилиндрических зубчатых колес, обработанных зубохоиинговапием / / Прогрессивные процессы абразивной обработки: Сб. пауч. трудои ВНИИМАШ.Л., 1984.

32.Романов В. Ф., Крипабсрг Ц. 3., Хасип Я. М. Новый технологический процесс отделки зубьев ци­ линдрических колес / / Вестник машиностроения, 1964, № 1.

33.Тарамыкип 10. П. Результаты исследований процессазубохонипгопания / / Материалы конферен­ ции ■♦Высокопроизводительная обработка металлов резанием*. Челябинск, 1966.

34.Кане М. М. Технологическое обеспечение качества высоконафужсппых передач с эвольвентнымн цилиндрическими зубчатыми колесами: Дисс. д. т. и. Мн.: БГПА, 1996.

35.Технология машиностроения (специальная часть): Учебник для машиностроительных специаль­ ностей вузов / А. А. Гусев, Е. Р. Ковальчук, И. М. Колесов и др. М.: Машиностроение, 1986.

36.Шрайбман С. М. Технологические особенности изготовления и контроля высокоточных цилинд­ рических зубчатых колес станков/ / Технология и качество зубчатых передач //Труды Всссоюзн. совещания. Ереван, 1971.

37.Курганович В. О., Лукьянчиков В. Н„ Гайдучспя В. Б. Влияние технологической наследственности па качественные показатели процесса изготовления зубчатых колес с закрытыми венцами / / По­ вышение надежности и ресурса зубчатых передач в тракторном и сельскохозяйственном машино­ строении: Тезисы пауч.-тсхн. совещания. Харьков, 1979.

38.Пономарев В. П. Оптимизация процессов механической обработки цементованных зубчатых ко­ лес. Челябинск: Южно-уральское книжное издательство, 1974.

39.Козловский И. С. Химико-термическая обработка шестерен. М.: Машиностроение, 1970.

40.Шкурко Н. В., Тихонов А. К. Химико-термическая обработка шестерен па В А Зс// Интенсифика­ ция процессов химико-термической обработки: Материалы семинара. М.: МДНТП нм. Ф. Э. Дзер­ жинского, 1973.

41.Aspctsdestraitemens thermiquesanJapan. Bontticr Gerard, Ishisonc Yutaka / / Trait. Therm., 1981, N 157.

42.Тарасюк E. П., Горбенко В. Л. Исследование пофсшпости цементованных зубчатых колес/ / Стан­ ки и инструмент. Вмп. 9. Харьков: ХПИ, 1968.

43.Пономарев В. П. Основы комплексного управления точностью изготовления зубчатых колес: Ав­ тореферат дисс. д. т. и. М., 1976.

44.Мурзин В. А., Пономарев В. П. Изменение размеров зубчатых колес при газовой цементации и за­ калке / / Металловедение и термическая обработка металлов, 1975. № 3.

45.Перов Э. Н., Смирнов Л. Н„ Якимов А. В. Исследование влияния химико-термической обработки на точность зубчатых колес средних модулей. Технологические методы повышения качества и долговечностидеталей машин//Сб.иауч. трудов № 165. Пермь: Пермский политсхннч. ин-т, 1975.

46.Качество изготовления зубчатых колес / Якимов А. В., Смирнов Л. П., Бояршинов 10. А., Пе­ ров Э. Н., Нанарьин Ю. А. М.: Машиностроение, 1979.

47.Ассонов А. Д. Технология термической обработки деталей машин. М.: Машиностроение, 1969.

48.Кальиср В.Д. идр. Влияние предварительной термической обработки паструктуру и свойства кон­ струкционных сталей после цементации и питроцементации //Автомобильная промышленность. 1970. М» 2.

49.Kallhardt К. Werkstoffprüfung, Warmcbchandlung und Obcrflàchangutc bei Zahnrâdcm / / Tcclin. Zbl prakt. Metallbcarb., 1970, Nr. 10.

50.Ассонов A. Д. Уменьшение и стабилизация деформаций шестерен, подвергаемых химико-термиче­ скомуупрочнению// Предотвращениедеформации при термической обработке деталей. М., 1966.

51.Баршай И. Л. Комплексное исследование влияния технологических и конструктивных факторов на точность изготовления зубчатых колес: Дисс. к. т. н. М., 1978.

52.Юрьев С. Ф. Деформация стали при химико-термической обработке. М.: Машгиз, 1950.

53.Bràtigam С. Übcr den Hàrtcverzug von cinsatz - und induktivgchârtctcn Ritzelwellcn und Zahnradcrn sowie Hinwcisc ûber die praktischcn Môglichkciten zum Ausglcich dieses Vcrzuges / / TZ fur prakt. Metallbcarb., 57, Jahrgand, 1963, Heft 3.

54.Opits Herwart. Dynamic behaviour ofspur and helical gears / / ISME Semi - Internat. Sympos. Papers, Tokyo, 1967, Gearing, Tokyo, Japan, Soc. Mcch. Engrs. 1967,199-209.

55.Абрамов В. В. Новый расчетный метод вычисления термических напряжений //Труды Горьков­ ского политехнического института им. А. А. Жданова. T. XIV. Вын. 3.1957.

56.Абрамов В. В. Остаточные напряжения и деформации в металлах. М.: Машгиз, 1963.

57.Goutcl F. Über Massândcrungcn bei Wârmcbchandlungcn und Jhrc Vcrmindcrung durch konstruktivc Massnahmch von Standpunkt cincr cinfaclicn Warmcbchandlung von hoher Sichcrheit. / / Tcchnisches Zentralblatt fûr prakt. Metallbcarb., 60Jahrgang, Heft 3,1966.

58.Quenching and Martcmpcrung Book of Coinmitcc, USA, 1964.

59.Штнп A. IT., МясниковД. Г. Методика повышения точности изготовления зубчатых колее/ / Несу­ щая способность и качество зубчатых передач и редукторов машин: Тезисы докладов Всесоюзной научно-технической конференции, Алма-Ата, сентябрь 1985. II ч. М., 1985.

60.Коиф И. А., ГерусС. И., Деркач Л. И., Дугин С. М., Шкныра 10. М. Повышенноточности закаливае­ мых зубчатых колее, изготавливаемых без зубошлифовапии / / Технология и качество зубчатых передач: Ч. I. Труды Всесоюзного совещания. Ереван, 1971.

61.Пратуссвич P. М., Литвак А. С., Новикова Л. А. Влияние шлифования зубьев на изгибную проч­ ность цементованных и нигроцемептованных зубчатых колее / / Новые методы зубошлифования

иповышения точности зубчатых колее. - М.: НИИМАШ, 1973.

62.Тарасюк Е. П., Горбенко В. Л. Погрешностизубчатых колес в процессенарезания изакаливания / / Вестник Харьковского политехнического института, 1969, № 35.

63.Методические указания по внедрению ГОСТ 1643-72 «Передачи зубчатые цилиндрические. До­ пуски* ГОССТАНДАРТ СМ СССР, ЦНИИТМАШ, МИЭИ. М., 1975.

64.КостипаЛ. П.,Томахип Г. В. Алмазноехонингование отверстийзакаленныхзубчатых колее//Тех­ нология и качество зубчатых передач: Труды Всссоюзн. совещания. Ереван, 1971.

65.Кузпецои А. М., Ильин В. Н. Новый методобработки базовых отверстий зубчатых колее//Техно­ логические методы обеспечения качества зубчатых передач: Тезисы докладов Всесоюзной науч­ но-технической конференции, Свердловск, апрель, 1981. М., 1981.

66.Чистоссрдов П. С., Шадуро Р. И. Калибрующеедорпованис шлицевыхотверстий - резервповышения качествазубчатых колес/ / Тсхиолотчсскис методы обеспечения качествазубчатыхпередач: Тезисы докладов Всесоюзной научно-технической конференции, Свердловск, апрель, 1981. М., 1981.

67.Кораблев А. И., Решето» Д. Н. Повышение несущей способности идолговечности зубчатых пере­ дач. М.: Машиностроение, 1968.

68.Рыжов Э. В., Суслов А. Г., Федоров В. П. Тсхнологичсскособссисчениеэксплуатацнопныхспойств деталей машин. М.: Машиностроение, 1979.

69.Елсневский Д. С. Остаточные напряжения и прочность зубьев цементованных шестерен / / Вест­ ник машиностроения. 1968. № 8.

70.Сидорин И. И., Генкин М. Д., Рыжов H. М. Остаточные напряжения в поверхностном слое профи­ лей зубьев иих влияние надолговсчностьзубчатых колее// Вестникмашиностроения. 1966. №2.

71.Bidwcll J. В. Fatigue Durability of Carburised steel. Book ofASM. 1957.

72.Беляков А. А., Щеголева В. T., ЮсфинаЛ. И. Исследованиеостаточных напряжений в цементован­ ных сталях / / Интенсификация процессовхимико-термической обработки: Материалы семинара. М.: МДНТП, 1973.

73.Казакоп В. А., Бахвалов В. А.,Линии H. М. Исследование напряженногосостояния поверхностных слоев зубьев шестерен неразрушающим методом//Технологические методы повышения качества

идолговечности деталей машин: Сб. пауч. трудов № 165. Пермь: ППИ, 1975.

74.СанчукЛ. Э., Расс Т. Г., Пьяпкова Т. И. Возможности рентгенографического метода измерения ме­ ханических напряжений в деталях автомобиля//Автомобильная промышленность. 1967. №5.

75.Лебедев В. Г. Шлифование зубчатых колесабразивными, алмазными иэльборовыми кругами. Ки­ ев: Техника, 1973.

76.Семичев А. Н., Бреев 10. М., Сапрыкин В. П., Мусорип П. Ф. Исследование мнкронанряжений в контактной поверхности зубьев зубчатых механизмов / / Производительная обработка материа­ лов: Сб. статей. Воронеж: ВПИ, 1977.

77.Иосиленич Г. Б., Беляев В. А., Осипова Г. В. Концентрация напряжений и усталостная прочность зубьев цилиндрических передач с прямозубыми колесами, нарезаннымидолбяками ичервячными фрезами / / Вестник машиностроения. 1974. № 10.

78.Бабенкова Э. В., Булгаков Э. В., Френкель И. И. Определение коэффициентовформызуба нгради­ ентов напряжения при плоском напряжении состоянии эвольпентных зубьев// Вестник машино­ строения. 1972. >& 1.

79.Сазар М. А. Доклад па научно-техническом совете Министерства автомобильной промышленно­ сти но вопросу «Мероприятия но улучшению производства зубчатых колее исвязи с введением нового ГОСТа*, НИИТАВТОПРОМ, М.. 1970.

80.Рыжоп H. М. О выборе оптимальных режимов шлифования зубчатых колею / / Вестник машино­ строения. 1964. № 1.

81.Айрапетов Э. Л., Генкин М. Д., Рыжов М. А. Влияние шлифовочных прижогов на усталостную прочность зубчатых колее / / Вестник машиностроения. 1962. № 10.

82.Технологические остаточные напряжения / Под рсд. А. В. Подзея. М.: Машиностроение, 1973.

83.Суслов А. Г. Технологическое обеспечение параметров состояния поверхностного слоя деталей. М.: Машиностроение, 1987.

84.Дрозд М. С., Тсскср Е. И., Шаров М. А. Глубинные контактные разрушения зубьев цементован­ ных шестерен / / Вестник машиностроения. 1974. № 10.

85.Маталин А. А. Точность механической обработки и проектирование технологических процессов. Л.: Машиностроение, 1970.

86.Елизаветин М. А., Сатсль Э. А. Технологические способы повышения долговечности машин. М.: Машиностроение, 1969.

87.Дальский А. М. Технологическое обеспечение надежности высокоточных деталей машин. М.: Ма­ шиностроение, 1975.

88.Ящерицын П. И., Рыжов Э. В., Аверченко В. И. Технологическая наследственность в машино­ строении. Мн.: Наука и техника, 1977.

89.Шакалис В. В. Моделирование технологических процессов. М.: Машиностроение, 1973.

90.Точность производства в машиностроении и приборостроении / Под рсд. А. Н. Гаврилова. М.: Ма­ шиностроение, 1973.

91.Нсвсльсон М. С. Автоматическоеуправлениеточностью металлообработки. Л.: Машиностроение, 1973.

92.Адаптивное управление станками / Под рсд. Б. С. Балакшина. М.: Машиностроение, 1973.

93.Налимов В. В. Теория эксперимента. М.: Наука, 1971.

94.Методика статистической обработки эмпирических данных. РТМ 44-62 ВНИИНМАШ, М., 1965.

95.Айвазян С. А. Статистическое исследование зависимостей. М.: Металлургия, 1968.

96.Лукомский Я. И. Теория корреляции и ее применение к анализу производства. Изд. 2-е. М.: Госстатиздат, 1961.

97.Смирнов Н. В., Дунип-Барковскии И. В. Курстеории вероятностей и математической статистики для технических приложений. М.: Наука, 1969.

98.Митропольский А. К. Техника статистических вычислений. М.: Наука, 1971.

99.Хальд А. Математическая статистика с техническими приложениями. М.: Иностранная литерату­ ра, 1966.

100.Райбман H. С. Корреляционные методы определения характеристик сложных взаимосвязанных комплексов / / Приборостроение и средства автоматики: Справочник. T. 1 / Под общ. рсд. д. т. н., проф. А. Н. Гаврилова. М.: Машгиз, 1963.

101.Кане М. М. Основы научных исследований в технологии машиностроения: Учебное пособие для ВУЗов. Мн.: Выш. школа, 1987.

102.Медведев А. И. Исследование процессов (|юрмирования качества поверхности зубьев цмллиндрических зубчатых колее и закономерностей технологической наследственности при их изготовле­ нии. Дисс. к. т. н. Мн.: БГПА, 1993.

103.Маталин А. А. Технология машиностроения. Л.: Машиностроение, 1985.

104.Ящерицын П. И., Еременко М. Л., Фельдштейн Е. Э. Теория резания. Физические итепловые про­ цессы в технологических системах. Мн.: Выш. школа, 1990.

105.Резников А. Н. Теплофизика процессов механической обработки материалов. М.: Машинострое­ ние, 1981.

Глава 13

СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ

13.1. Основные принципы системы управления качеством зубчатых передач

Повышение качества зубчатых передач может быть достигнуто при соблюдении сле­ дующих принципов при их проектировании и изготовлении:

1.Требования к качеству деталей, составляющих передачу, и передачи в сборе долж­ ны устанавливаться, исходя из их взаимосвязей с эксплуатационными параметрами пере­ дачи с учетом условий эксплуатации (характера нагружения, конструкции передачи, дос­ тижимого качества передачи).

2.Маршруты изготовления деталей передачи и ее сборки, а также условия выполне­ ния каждой из операций обработки деталей должны выбираться с учетом закономерно­ стей пооперационного изменения параметров качества деталей передачи и их формирова­ ния на отдельных операциях с учетом условий обработки (свойств оборудования и осна­ стки, режимов обработки, качества исходных заготовок).

Для реализации этих принципов должны быть решены следующие задачи:

1.Изучение взаимосвязей параметров качества передач и их элементов с эксплу­ атационными свойствами различных типов передач и разработка отраслевых методик их

расчета.

2. Изучение основных закономерностей пооперационного изменения параметров ка­ чества деталей, составляющих зубчатые передачи, в типовых современных условиях их изготовления и разработка методик и рекомендаций но выбору маршрутов обработки де­ талей и требований к их качеству на промежуточных операциях с учетом обеспечения требуемого качества готовых деталей и условий обработки.

3. Изучение основных закономерностей формирования параметров качества деталей передач на основных операциях их изготовления и разработка методик и рекомендаций по выбору некоторых характеристик этих операций, обеспечивающих необходимое каче­ ство деталей в данных условиях обработки.

Результаты исследований [1], выполненных для цилиндрических зубчатых колес т - 2,0-6,3 мм тракторов, автомобилей, металлорежущих станков, изготовленных из кон­ струкционных и легированных сталей (45,40Х, 25ХГТ, 18ХГТ, 20ХНЗА и др.), позволяют предложить систему повышения качества зубчатых передач, в основе которой лежит обос­ нованный выбор требований к качеству готовых зубчатых колес в передаче и управление процессами изготовления цилиндрических зубчатых колес (рис. 13.1). Реализация систе­ мы управления качеством изготовления цилиндрических зубчатых колес возможна в ре­ зультате последовательного, согласованного моделирования и оптимизации процессов из­ готовления колес, основные этапы которых перечислены ниже.

1. Формирование исходных данных для производства зубчатых колес (чертежи зубча­ той передачи и ее элементов, метод формообразования зубьев колеса, качество зубьев при

их формообразовании, метод получения заготовки, качество базовых поверхностей заго­ товки).

2.Конструктивная доводка передачи путем экспериментального определения требо­ ваний к качеству зубчатых колес исходя из влияния параметров качества колес на рабо­ тоспособность передачи (с использованием статистических методов в условиях, близких

кэксплуатационным). В случае необходимости уточнение чертежей передачи.

3.Выбор маршрута изготовления зубьев колеса с учетом требовании к качеству гото­ вого колеса и заданного метода формообразования зубьев.

4.Выбор требований к параметрам качества зубьев на промежуточных операциях с учетом принятого маршрута обработки, требований к качеству зубьев готового колеса и качеству зубьев при их формообразовании.

5.Выбор режимов зубонарезания с учетом требований к качеству зубьев после зубонарезания.

6.Выбор требований к точности базовых поверхностей заготовок при зубонарезанин с учетом требований к точности зубьев после зубонарезания.

7.Проверка возможности обеспечения качества зубьев при технологической отладке

процессов их обработки. Уточнение при необходимости метода и точности зубонарезания, маршрута обработки, требований к точности зубьев на промежуточных операциях их обра­ ботки, режимов зубонарезания, требований к точности баз заготовок при зубонарезанин.

8.Выбор маршрута обработки базовых поверхностей заготовок колес перед зубонарезанием, исходя из требуемой их точности при зубонарезанин, точности заготовки колеса.

9.Выбор требований к точности базовых поверхностей заготовки на различных операци­

ях их обработки перед зубонарезанием с учетом принятого маршрута этой обработки, требо­ ваний к точности базовых поверхностей колеса при зубонарезанин и к заготовке колеса.

10. Проверка возможности обеспечения точности базовых поверхностей колеса перед зубонарезанием при технологической отладке процессов обработки базовых поверхностей колес до зубонарезания. Уточнение при необходимости метода получения и точности за­ готовки колеса, маршрута обработки базовых поверхностей колеса перед зубонарезанием, требований к точности базовых поверхностей колеса на операциях их обработки до зубо­ нарезания.

11.Выбор маршрута обработки базовых поверхностей колеса после зубонарезания с учетом требуемой их точности в готовом колесе и при зубонарезанин.

12.Выбор требований к точности базовых поверхностей колеса на промежуточных опе­

рациях их обработки после зубонарезания с учетом принятого маршрута этой обработки, требований к точности базовых поверхностей в готовом колесе и перед зубонарезанием.

13. Проверка возможности обеспечения точности базовых поверхностей готового коле­ са при технологической отладке их обработки после зубонарезания. Уточнение при необхо­ димости маршрута обработки базовых поверхностей после зубонарезания, требовании к нх точности на промежуточных операциях обработки поверхностей после зубонарезания.

Применение данной системы рационально в основном в условиях серийного н массо­ вого производства колес. Ее использование позволяет упорядочить и повысить качество проектирования и изготовления передач и процессов их изготовления, снизить расходы, повысить надежность и качество передач, создать предпосылки для автоматизации разра­ ботки процессов изготовления передач. Учет основных закономерностей процессов экс­ плуатации и изготовления передач при проектировании передач и процессов нх обработ­ ки позволяет практически без дополнительных расходов на совершенствование передач, технологическое оборудование и оснастку (необходимы незначительные расходы на уста­ новление указанных закономерностей, корректировку качества колес в передаче и процес-

490 Г л а в а 13

сов их изготовления) повысить работоспособность передач и технико-экономическую эф­ фективность процессов их изготовления.

Опыт практического применения отдельных элементов данной системы показал, что она позволяет на 15-40% снизить уровни динамических нагрузок, шума и вибраций в зуб­ чатых передачах, на 20-40% (на одну-две степени по ГОСТ 1643-81) повысить точность и качество зубьев готовых колес, на 10-15% уменьшить расходы на каждую из промежу­ точных операций обработки колес.

Методы реализации указанной системы при проектировании передач и технологи­ ческих процессов изготовления цилиндрических зубчатых колес показаны ниже. Ис­ пользование данного метода при отладке указанных процессов показано в главе 22.

13.2. Выбор комплекса требований к качеству зубчатых колес и передач

Как уже отмечалось, требования к качеству зубчатых колес и передач должны назна­ чаться исходя из взаимосвязи параметров качества с эксплуатационными свойствами пе­ редач. Для разных типов передач показатели точности и качества поверхности зубьев ко­ лес влияют на различные свойства передач. Для отсчетиых и делительных механизмов точность колес регламентируется в основном кинематической точностью этих механиз­ мов, а параметры качества поверхности зубьев — износостойкостью передач. Для силовых и скоростных передач определяющими являются требования к параметрам плавности и контакта зубьев, которые влияют на динамику, вибрации, шум, прочность и долговеч­ ность передач. Параметры качества поверхности зубьев колес этих передач влияют на контактную и изгибную прочность зубьев, заедание, износостойкость.

В зависимости от степени известности указанных зависимостей для определения не­ обходимой точности передач применяют следующие методы [2]:

1.Нормативный, при котором требования к точности устанавливаются на основе ука­ заний или рекомендаций, содержащихся в нормативно-технических документах (НТД): стандартах, технических условиях и руководящих технических материалах.

2.Опытный, основанный на использовании имеющихся статистических данных о действительной точности ранее спроектированных и успешно эксплуатируемых передач аналогичного типа и назначения.

3.Расчетный, при котором необходимую точность передач определяют на основе ки­ нематического, динамического или прочностного расчета зубчатой цепи.

4.Экспериментальный, при котором нормы точности определяют на основе резуль­ татов испытаний опытных передач, зубчатых цепей или механизмов различной точности на специальных стендах или в условиях, приближенных к эксплуатационным.

При наличии нормативно-технических документов, регламентирующих требования

кточности зубчатых передач необходимого или близкого по назначению и условиям эксплуатации типа, использование нормативного метода является обязательным.

Ш ироко распространен опытный метод установления степеней точности и вида со­ пряжений вновь проектируемой передачи по аналогии с нормами точности и бокового за­ зора передач, для которых имеется положительный опыт эксплуатации. В случаях, когда опытные данные о нормах точности существующих передач достаточно статистически достоверны, применение опытного метода является обоснованным.

Для передач отсчетных и делительных механизмов предпочтение следует отдавать рас­ четному методу, при котором необходимую кинематическую точность и нормы бокового за­ зора определяют из кинематического расчета погрешностей всей кинематической цепи зубча-