МОДЕЛЮВАННЯ ФОРМУВАННЯ ГВИНТОВИМИ СПІВВІСНИМИ ТВІРНИМИ ЛІНІЯМИ ПОВЕРХОНЬ ЗУБЦІВ ЦИЛІНДРИЧНИХ КОСОЗУБИХ ЗУБЧАСТИХ КОЛІС

1
Національний університет “Львівська політехніка”
2
Національний університет “Львівська політехніка”

Мета. Розроблення математичної моделі процесу профілювання зубців циліндричних косозубих зубчастих коліс дисковими інструментами способом радіально-колового кінематично змінюваного формоутворення на основі концепції формування бокових поверхонь зубців просторовими гвинтовими співвісними твірними лініями. Методика. Дослідження ґрунтуються на методах та основних положеннях теорії формоутворення поверхонь зубців зубчастих коліс, теорії зубчастих зачеплень, кінематичного аналізу, аналітичної та диференціальної геометрії. Результати. Проведено моделювання процесу формоутворення поверхонь зубців циліндричних косозубих коліс дисковими фрезами новим способом формоутворення при безперервному обертанні нарізуваного зубчастого колеса. Запропоновано здійснювати зубонарізання із кінематично змінюваною кутовою швидкістю обертанням ексцентрикової оправки із встановленою дисковою фрезою, що забезпечує отримання зубців коліс потрібної товщини. Отримано системи рівнянь гвинтових твірних співвісних ліній та рівнянь просторових поверхонь зубців косозубих коліс. Наукова новизна. Розроблено основи профілювання поверхонь зубців циліндричних косозубих зубчатих коліс способом радіально-колового кінематично змінюваного формоутворення. Профілювання бокових поверхонь зубців здійснюється гвинтовими співвісними твірними лініями. Встановлено необхідність профілювання поверхонь зубців косозубих коліс за рахунок кінематичної зміни кутової швидкості обертання інструмента. Теоретично отримані співвідношення доповнюють теоретичні положення формоутворення поверхонь деталей різальними інструментами і їх технологічного забезпечення. Запропоновано при синтезі поверхонь зубців синусоподібного профілю підвищеної навантажувальної здатності комплексно поєднувати кінематичні, геометричні характеристики зачеплення та технологічний параметр процесу зубонарізання. Практична значущість. Моделювання процесу формування поверхонь зубців циліндричних косозубих коліс забезпечить раціональне практичне застосування способу кінематично змінюваного радіально-колового формоутворення для виготовлення середньо- та великомодульних циліндричних зубчастих коліс зубчастих передач транспортних засобів завдяки підвищенню продуктивності обробки при отриманні поверхонь зубців з модифікованим щодо евольвентного профілем, що прогнозовано зменшує динамічні навантаження у зачепленні та сприяє зниженню рівня шуму у передачі.

1. Антонюк В.Е. Современные технологии изготовления цилиндрических зубчатых колес / В.Е. Антонюк // Оборудование и инструмент для профессионалов. Серия - металлообработка – 2007. ‑ №4. ‑ С. 6-18.

2. Локтев Д.А. Рациональная эксплуатация современных червячных фрез / Д.А. Локтев // Оборудование и инструмент для профессионалов. Серия - металлообработка – 2007. ‑ №4. ‑ С. 20-23.

3. Охріменко О.А. Загальні основи теорії проектування червячних фрез / О.А.Охріменко. // Автореф дис. … док. техн. наук. 05.03.01 – Київ. -2015. – 44 с.

4. Аникин Ю.В. Синусоидальное зацепление: основы геометро-кинематической теории / Ю.В. Аникин. – Воронеж: Изд-во Воронежского ун-та, 1975 . – 63 с.

5. Ткач П.М. Визначення можливості профілювання вихідних контурів циліндричних прямозубих передач кривими другого по-рядку / П.М. Ткач // Вісник НТУ "ХПІ". Серія: Проблеми меха-нічного приводу. – Х. : НТУ "ХПІ", 2015. – № 34. – С. 135–144.

6. Ткач П.М. Виробна поверхня та верстатне зачеплення циліндричних прямозубих синусоїдальних передач / П.М. Ткач // Вісник НТУУ "КПІ". Серія: Машинобудування. – К. : НТУУ "КПІ", 2014, – № 1 (70). – С. 112–121.

7. Ткач П.М. Попередня оцінка згинальної міцності прямого зуба з синусоїдальним профілем / П.М. Ткач // Вісник Східноукраїнського національного університету імені Володимира Даля. – Луганськ :вид-во СНУ ім. В. Даля, 2014. – № 4(211). – Ч. 1. – С. 236–241.

8. Ткач П.М. Якісні показники працездатності синусоїдальних циліндричних прямозубих передач / П.М. Ткач, П.Л. Носко, П.В. Філь, О.О. Ревякіна // Вісник НТУ "ХПІ". Серія: Проблеми механічного приводу. – № 25 (1247): – Харків, НТУ "ХПІ", 2017.– С. 135–139.

9. Кривошея А.В. Перспективы применения твердосплавных отрезных дисковых фрез при обработке цилиндрических зубчатых колес / А.В. Кривошея., Ю.М. Данильченко, В.Е. Мельник., Э.М. Благут. // Резание и инструмент в технологических системах: Межд. научн.- техн. сборник. – Харьков: НТУ “ХПИ”, 2005. – Вып.69. – С. 115-120.

10. Данильченко Ю.М. Кінематика формоутворення циліндричних зубчастих коліс з заданим профілем дисковим інструментом / Ю.М. Данильченко, А.В. Кривошея, С.І. Пастернак, Є.В. Короткий // Вісник Національного Технічного Університету України “ KПІ ”.  Машинобудування. – 2005. –  № 46. – С. 104-108.

11. Данильченко Ю.М. Математичне моделювання законів руху дискового інструменту при обробці зубчастих коліс довільного профілю / Ю.М. Данильченко, А.В. Кривошея, С.І. Пастернак // Вісник Національного Технічного Університету України “ KПІ ”. Машинобудування. – 2006. –  № 49. – С. 112-118.

12. Данильченко Ю. М. Продуктивність контурної обробки зубчастих ланок дисковим інструментом. / Ю. М. Данильченко, С. І. Пастернак, А. В. Кривошея // Вісник Національного Технічного Університету України "KПІ". Машинобудування. – 2008. - № 53. ‑ С. 215-225.

13. Пастернак С.І., Данильченко Ю.М., Сторчак М.Г., Кривошея А.В. Експериментальне дослідження контурної обробки циліндричних зубчастих коліс дисковим інструментом. / С.І. Пастернак, Ю.М. Данильченко, М.Г. Сторчак, А.В. Кривошея // Вісник Національного Технічного Університету України "ХПІ". Тематичний випуск "Проблеми механічного приводу", Харків: НТУ "ХПІ". – 2010. - № 26. - С. 94-101.

14. Pasternak S., Danylchenko Yu., Heisel U. Machining strategies for gear cutting with disc shaped milling tools / S. Pasternak, Yu. Danylchenko., U. Heisel U // Вісник Національного Технічного Університету України «КПІ». Серiя машинобудування №2 (74). – 2015. - C. 61 – 66.

15. Громнюк С.І. Технологічне забезпечення якості нарізання зубчастих коліс радіально-коловим способом / С.І. Громнюк // Автореф. дис. канд.техн. наук. 05.02.08. – Львів. ‑  2016.‑ 25 с.

16. Громнюк С.І. Розширення технологічних можливостей універсальних зубофрезерних універсальних верстатів введенням керованого приводу головного руху / С.І. Громнюк // «Технологічний аудит та резерви виробництва». – Харків. - 2014. – №5/3(19). - С.23-27.

17. Hrytsay I. Sine-type gearing transmission as the alternative to the conventional ones and the new method of their production / І.Hrytsay, Y.Lytvynyak, L.Bordyuk, S.Hromnyuk // Zeszyty Naukowe PWZS. - Sanok. - 2014. - P.53-63.

18. Громнюк С.І. Моделювання складових сумарної похибки і точності зубчастих коліс в радіально-коловому способі зубонарізання / С.І. Громнюк, І.Є. Грицай // Вісник НТУ «Харківський політехнічий інститут». Серія: «Проблеми механічного приводу». – Харків, НТУ «ХПІ». - 2014. - № 31 (1074): – С.24-28.

19. Грицай І.Є. Параметри поперечного перерізу зрізів в радіально-обкочувальному способі нарізання зубчастих коліс з осьовою подачею / І.Є.Грицай, С.І.Громнюк, А.М.Кук // Вісник НУ "Львівська політехніка». Серія: «Оптимізація виробничих процесів і техн. контроль у машинобудуванні та приладобудуванні». – Львів. Вид-во НУ «ЛП». - 2014. - № 772. - С.8-14.

20. Грицай І.Є. Технологічне забезпечення точності та безвідмовності процесу нарізання зубчастих коліс радіально-коловим способом з урахуванням дії динамічних чинників / І.Є. Грицай, С.І. Громнюк // Автоматизація виробничих процесів у машинобудуванні та приладобудуванні. Львів. - 2015. - Вип. 49. - С. 91-97.

21. Литвиняк Я.М. Нарізання зубців зубчастих коліс заданого профілю дисковим інструментом за допомогою копіювального пристрою способом радіально-колового формоутворення / Я.М. Литвиняк // Вісник Національного університету «Львівська політехніка» № 701: Динаміка, міцність та проектування машин і приладів. – Львів: Видавництво Львівської політехніки. ‑ 2011. - С.61-69.

22. Литвиняк Я.М. Моделювання процесів отримання випукло-ввігнутих зубців циліндричних коліс методами обкату та радіально-колового формоутворення. / Я.М. Литвиняк // Вісник Національного університету «Львівська політехніка» № 730: Динаміка, міцність та проектування машин і приладів. – Львів: Видавництво Львівської політехніки. ‑ 2012. ‑ С. 57–64.

23. Литвиняк Я.М. Забезпечення технологічної гнучкості операцій зубонарізання в автоматизованому виробництві циліндричних зубчастих коліс підвищеної навантажувальної здатності із застосуванням процесу радіально-колового профілювання зубців / Я.М. Литвиняк // Автоматизація виробничих процесів в машинобудуванні та приладобудуванні: Український міжвідомчий науково-технічний збірник: Вип. 46: – Львів: Видавництво Львівської політехніки. ‑ 2012. – С. 135 – 140.

24. Литвиняк Я.М. Кінематичні особливості процесу радіально-колового формоутворення зубців циліндричних коліс. / Я.М. Литвиняк // Вісник Національного університету «Львівська політехніка» № 760: Оптимізація виробничих процесів і технічний контроль у машинобудуванні та приладобудуванні. – Львів: Видавництво Львівської політехніки. ‑ 2013. – С. 19–25.

25. Литвиняк Я.М. Моделювання процесу безперервного формоутворення дисковими фрезами зубців з модифікованим профілем у прямозубих зубчастих колесах. / Я.М. Литвиняк // Вісник Національного університету «Львівська політехніка». Збірник наукових праць № 866: Динаміка, міцність та проектування машин і приладів. – Львів: Видавництво Львівської політехніки. ‑ 2017. – – С. 54–61.