Введение к работе
Актуальность проблемы. Повышение качества и надежности выпускаемой продукции является важнейшей задачей машиностроения. Например, одна из проблем, стоящих перед инженерами Камского автозавода, заключается в увеличении надежности и ресурса работа главной перэдачи ведущих мостов грузовых автомобилей.
Главная передача мостов состоит из конической и цилиндрической косозубой передач (рис. 1). Значительные осевые силы, возникающие при работе косозубой цилиндрической передачі!, заставляют устанавливать валы на радиалыю-упорных роликовых подшипниках. Ресурс работы этих подшипников существенно зависит от точности регулировки предварительного натяга при сборке и в процессе эксплуатации. Помимо этого, ресурс подшипников снижается при перекосе наружного и внутреннего колец подшипников. Перекос возникает как по технологическим причинам (отклонение от соосности посадочных поверхностей и неточность сборки), так и в результате смятия торцовых опорных поверхностей, резьбы и перекоса гаек крепления подшипников в опорах ведомого и ведущего цилиндрических колес под действием значительной осевой силы. Следует заметить, что смятие резьбы и смещение гаек крепления подшипников встречается почти у четверти редукторов, поступающих в капитальный ремонт.
Повысить надежность и ресурс работы главной передачи ведущих мостов можно путем ужесточешя допусков на расположение посадочных поверхностей под подшипники и зубчатые колеса, а также усилением контроля за точностью сборки. Однако, без устранения значительной осевой силы эти меры будут не столь эффективными. В первую очередь необходимо устранить или значительно .снизить осевую нагрузку на подшипники.
Поэтому для решения задачи ' повышения надежности и ресурса работы главной передачи в ТулГГУ было предложено заменить косозубую цилиндрическую передачу на цилиндрическую передачу с круговыми зубьями ШИШ), симметричными относительно средней плоскости ' зубчатого в&нца. Это позволит полностью исключить или
'Под средней плоскостью понимается торцовое сечение зубчатого колеса, в котором лежит ось вращения инструмента.
Рис. 1. Главная передача среднего мост?
свести к минимуму, осевые силы в цилиндрической передаче и использовать для опор ведомого колеса радиальные роликовые подшипники. Цилиндрическая передача такой конструкции имеет достаточно высокую плавность работы, высокую нагрузочную способность зубьев; исключает появление кромочных контактов зубьев, необходимость регулировки предварительного натяга подшипников вала ведомого цилиндрического колеса при сборке и в процессе эксплуатации; упрощает конструкцию подшипниковых узлов дифференциала. Отсутствие осевой силы в передаче полностью исключает поломки, связанные со смятием резьбы и смещением гаек крепления подшитгаков.
Данная работа выполнялась по хозяйственным договорам между ТулГГУ и АО КамАЗ Ш 89-767/2, 93-03/04 и по меюузовской научно-технической программе"Ресурсосберегающие технологии машиностроения"
Автор защищает.
-
Методику проектирования ЦПКЗ с наилучшими качествеиными показателями при заданных геометрических и технологических ограничениях.
-
Усовершенствованную методику расчета параметров зуборезных острозаточешшх резцовых головок, позволяющую минимизировать номенклатуру инструментальной оснастки, используя информационный банк параметров ранее спроектированной инструментальной орнастки.
-
Результаты реализаций методик проектирования ЩШЗ и инструментального обеспечения в виде программного обеспечения.
-
Результаты стендовых и дорожно-эксплуатационных испытаний опытных ІЩКЗ для главной передачи ведущих мостов автомобиля КамАЗ.
Цель работы. Целью работы является изготовление ЩШЗ, позволяющих повысить надежность и ресурс работы главной передачи ведущих мостов автомобиля КамАЗ.
Яля достижения указанной цели решались следующие задачи.
1. Выбор управляющих параметров при проектировании ЦПКЗ, а
также установление круга геометрических и технологических
ограничений.
2. Разработка усовершенствованной методики, алгоритма и
программы расчета ЦПКЗ с наилучшими качественными показателями.
3. Разработка усовершенствованной методики и программы расче
та параметров инструмента, позволяющей минимизировать номенклатуру
инструментальной оснастки, используя информационный банк
параметров ранее спроектированной инструментальной оснастки.
4. Модернизация оборудования и изготовление технологической оснастки, обработка опытной париш ЩШЗ и проведение стендовых и дорожно-эксплуатационшх испытаний автомобильных мостов, оснащенных этими передачами.
Методы исследования. В работе использованы, теория зубчатых зацеплений и математический аппарат аналитической геометріш. Все расчетные работы проводились на персональном компьютере IBM PC/AT 286 с использованием языка программирования Турбо Си. Испытания ЦПКЗ на прочность осуществлялись на специальном стенде в производственных условиях.
Научная новизна. Расширен комплекс управляющих параметров при проектировании ЦПКЗ и выявлены зависимости между -ними и геометрическими качественными показателями, что дало возможность разработать методику проектирования ЩЖЗ, обеспечивающую оптимизацию геометрических качественных показателей передачи при удовлетвореиш поставленных геометрических и технологических ограничений.
Разработана методика автоматизированного проектирования зуборезных головок, позволяющая .минимизировать номенклатуру инструментальной оснастки при использовании информационного банка параметров ее элементов.
Практическая ценность. Разработаны и реализованы в виде программ для персонального компьютера:
а) методика расчета ЦПКЗ с наилучшими качественными прказа-
телями;
б) методика и программа расчета параметров инструмента,
позволяющая минимизировать номенклатуру инструментальной оснастки.
Экспериментально доказана возможность достижения 7-й степени точности по ГОСТ 1643-81 при нарезании ЦПКЗ на станках с ЧПУ типа ОЦ-Іи, имеющих привод поворота изделия. Поскольку отсутствуют специальные зубообрабатывающи'е станки для изготовления ЦПКЗ, можно рекомендовать использование станков с 1ШУ вместо модернизированного универсального оборудования в условиях экспериментального и мелкосерийного производства.
Реализация работы. Результаты работы реализованы при изготовлении ЦПКЗ для . главных передач ведущих мостов автомобиля КамАЗ. Программа, проектирования ЦПКЗ внедрена в учебном
процессе на кафедре 'Технология машиностроения" ТулГТУ.
Апробация работы. Основные положения работа доложены и обсуждены на международном научно-техническом семинаре "Высоте технологии в машиностроении" (Харьков, 1992 г.), республиканской научно-технической конференции "Совершенствование технологических процессов изготовления деталей машин" (Курган, 1991 г.), республиканской научно-практической конференции "Ресурсосберегающая технология машиностроения" (Москва, 1993 г.), научно-техническом семинаре "Бути повышения эффективности обработки материалов резанием в машиностроении" (Ленинград, 1991 г.), научно-технических конференциях ТулГТУ (1991-1993 гг.), заседаниях кафедры "Технология машиностроения" ТулГТУ (1991-1993 гг.), экспонировались на международной выставке "Конверсия: наука и образование" (Тула, 1993 г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 работ, из них одно описание изобретения.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех разделов, заключения, перечня использованной литературы и приложений. Работа содержит 128 страниц машинописного текста, 87 рисунков, список использованной литературы из 75 наименований и 42 страниц приложений. Научные консультации осуществляли: к.т.н., доцент Г.М.Шейнин и к.т.н., доцент
М.Н.Бобков.
