VMI1 It«'t:lınıc'rıyet, Miskolc, IH. Sorozat, (z`r'pr_'.vzet, ..*.'ı'. (!U.'1'..') Itmıt, 170 188.
G1.oBoıD csıGAHAJTÁs ELEMEıNEK FoGAzÁs;1 PROGRAMVEZERLESÜ LEFEJTŐMAROGEPEN SIPOSS ISTVÁN I . Bevezetés I-Í tanulmány globoid csiga és csigakerék hazai gyártásának bevezetése érdekében Lazzıılt Köztudott, hogy az 1932-ben Cane M. portsmouthi mérnök által szabadalmazızrınıı globoid csigahajtás hatásfoka és méretei jóval kedvezőbbek a hengeres csigahajtásohanrtl Például a hagyományos evolvens csigahajtásokkal összehasonlítva, azonos tengelytavnlıztgnıı kb. 3 . _ . 5-ször nagyobb teljesítményt képesek továbbítani.Jóllehet, hogy ez 4 tnrlıııtknsnak mondható Cone-féle csigahajtás geometriája és gyártása közismert, világmzı te vııló elte ıjedését gátolja, hogy a gyártás közben jelentkező problémák (pl. a csigat„-rek kétszeres alámetszése, a klasszikus fogalak módosítása stb.) megoldását számos tinzlt hun (trzött szabadalom védi. A szakemberek figyelme elsősorban ezen problémák „tr-5. ılrlıtkrtra, a Cone-féle csigahajtás homályos pontjainak felderítésére összpontosul. 2. Kétkúpos közvetítő-származtató felület elvén készített glnlıold csigahajtás rövid ismertetése Snıkltva a hagyományos Cone-(féle gyártási módszerrel, a Nehézipari Műszaki Iigvr-tvııı tšépelemek Tanszékének kollektívája Dr. Drobni József egyetemi tanár vezeté-
' tı 1-. „rnrı a szerző 1977-ben készített egyetemi doktori értekezéséből
mi *1ıt*tı.°-ni lS'l'VAN 1-pet-nıt nıllııııktus
itt-ha; nmıl Mtlmıkl l-lgyetem tzë`;--tr-ıııek lunszéke H H Mislııılv Iigyetcmváros 4 trrzrtrzıt Iı~ı'~ıkr7.ett: 1981. december 1.
I79
sével új fajta globoid csigahajtást dolgozott ki. Ez a csigahajtás mére teiben és jóságában hasonlít ugyan a klasszikus Cone -féle globoid csigahajtáshoz, lényeges előnye azonban, hogy alkalmasan megválasztott közvetítő-származtató felület segítségével, közvetlen és közvetett mozgásleképzéssel köszörülhető csigát és axiálisan nem alámetszett csigakereket készít, s a csigatest korrigálása automatikusan kialakul. Ez tulajdonképpen féliglefejtő eljárás, ahol kétkúpos közvetítő-származtató felülettel a kereket közvetlen leképzéssel, beszúró marással állítjuk elő, míg a vele geometriailag helyesen kapcsolódó csigát közvetett leképzéssel, a kétkúpos felületről fejtjük le. 3. A globoid csigát gyártó szerszám profiljának számítása A globoid csigát gyártó szerszám kialakításakor és a gyártáskor jelentkező nehézségek ösztönözrtekç arra, hogy az automatikus gyártáshoz a tökéletes geometriai helyesség feladásával, gyakorlatilag elfogadható pontosságú, közelítő módszert dolgozzunk ki. A csigakerék az 1. ábrán látható xz , yz, 22 koordináta rendszerben helyezkedik el, forgástengelye az x, tengely. A kerék fogazata trapézprofılú késsel, lefejtő mozgás nélkül egyszerű beszúró marással készül. A kés éle az xz, , yi, , 2}, koordináta rendszerben az ssz
RQO*=_ qez +“:z_'
C3 + Ile ,
egyenlettel, majd megforgatásakor az általa súrolt kúpfelület az xo , yo , zo koordináta rendszerben egy forgató tenzor segítségével a következőképpen írható fel:
RQ0 = Too* RQO- Ezt transzformálva a csigakerék xz , yz , 22 koordinátarendszerébe megkapjuk a csigakerék fogfelületének egyenletét: RQ2 =T20 RQ0 Ha a csigát egykéses közelítő módszerrel akarjuk legyártani, akkor a kés profiljának a kerék fognorınálmetszeti profıljával kell megegyeznie. Ennek meghatározásához a kerék fogfelületének egyerıletét transzformálni kell előbb a fog szimmetriavonalával meghatározott xi , y'2 , zi koordináta-rendszerbe, majd a 7 szöggel megdöntött xä, y§”, zi” koordináta rendszerbe: RQ2” =(T2'2 T2”2)RQ2 :T2”2 RQ2 = s végül képezni kell a felület yi” -zi” síkmetszetét.. A számításokat számítógépre programoztuk, így tetszőleges helyen meghatározhattuk a normálmetszeti síkgörbe pontjainak koordinátáit. A gyakorlatban használatos paral80
*X *K IVj*Á
É \ „Ã \a ` x___ \ p j _ W_
A `Vjvá
\j _?H_\` \
\
\
\ \“ÚÍ HEÍj
j1
„__ W \\* Ü\D \:ER
ly„I___ j_ _
1Wız lü
méterekkel lefuttatott programok eredményei azt mutatták, hogy ez a görbe az egyenestől kissé eltérő, a kerék árka felől nézve domború jellegű volt. A fog norınálmetszeti profilgörbéjének az egyenestől való eltérése itt minden esetben a megengedhető pro lhiba Űrésértékein belül volt, így a csigát gyártó szerszám profılját ezek után a tökéletes geometriai helyesség igényének feladásával, a könnyebb gyárthatóság kedvéért egyenesvonalúnak készíthettük, mely egyenes megfelelt a normálmetszeti profil főpontbeli érintőjének. 4. A globoid csigahajtópár elemeinek fogazása A globoid csigahajtás elemeinek fogazása programvezérlésű egyetemes fogmarógépen történt. Bár a gép programtárában fellelhető típusciklusok egyike sem alkalmas globoid csigakerekek egyedi osztásos eljárással történő beszúró marására és globoid csigák megmunkálására, a vezérlőrendszer kiege'szı'te'se'vel és különleges készülékek alkalmazásával kialakítottunk olyan új programciklusokat, melyekkel a gép alkalmassá vált e munkák elvégzésére. A csigakerék fogazásához a 2. ábrán látható ciklust alakítottuk ki a vezérlőrendszer kibővítésével, miközben a gép alkalmas maradt minden eredeti program elvégzésére is. A kerék megmunkálása a 3. ábrán látható.
h
ütőkés
I-
X
-l
l_+4
csiakerék
///,ll/"t:\\ / ı
ı`
I
ıı
\ \
\
Q
ı \
_
I
/ Í
L-X
ph-I-A
2. ábra
A globoid csiga megmunkálásához a gépet különleges készülékekkel szereltük fel. A készülékek a gép asztalán elhelyezett kések befogására szolgálnak, mely kések a maróorsó helyére befogott fogazandó csigát munkálják meg. A gyártás gazdaságosabbá tételére a csigát két lépésben előbb nagyoló, majd simító megmunkálással fogazzuk le. A nagyoláshoz a forgácsolási paramétereknek megfelelő merevségű késbefogó készüléket alkalmaz182
3. ábra
z..„t- t 4 ábra), míg a simító készülék képes a befogott simító késeket a közvetítő származ1.41.. kıı|ı|`c|t`ı|et mentén mozgatni (5. ábra). A gyártáshoz szükséges programciklus a gép . z.-.Iz-tt programtárának kis kiegészítésével szintén kialakítható volt. tt (ilohoid esigahajtómíí hatásfokának mérése Az előző fejezetekben bemutatott módszerrel már több, különböző nagyságú csi;-rıt-ııtrtv clcnıeit gyártottuk le sikerrel. A módszer helyességének legfőbb bizonyítékát ırztrztt ıınıgıı 11 gyakorlat igazolta. Módunk volt továbbá az egyik keverőhajtóműbe beépíız- ıı z ıtgıılırıjtás hatásfokának méréseit is elvégezni. A mérési eredmények is azt bizonyí1.-ııztlz, lırıgy az így gyártott globoid csigahajtások kedvező paraméterekkel, s az üzemi ıııtıırıırtııyhıırı jó hatásfokkal rendelkeznek (6. ábra).
IHŠ
4. ábra
5. a' bra
Q 80|- Í./O] 70;*
+- z
F i
l
1
_
Í
_
+ l
1
41-1
i
IĂÍ'
50-
l
1--1---.z-_-z
40l
-“T---ll--_-_1l
F
301
Fájl
20-
l
10
.t
.
ˇ
1
1+
--1
. . 1
200
l
_.
..l
400
1 _ . _ 1
J
600 800 1000 7200 M2[Nm]
6. ábra
IRODALOM
JIHKI-IP, 171. H.: Pnoõonmıme nepenaın-1. Cranóapruaauıuı. (1960), Ho. 5. c. 36-39. UROBN1 J.: Köszörülhető globoid csigahajtások. Kandidátusi értekezés. (Kézirat). Miskolc, 1967.
l)R()BN1 J . - KINCZEL F.: Globoid csigahajtás geometriai méretei. NME Gépelemek Tanszéke programja. (1975). l)R()I1Nl J. - SZARKA Z.: A korlátozott fogérintkezési mező kialakítása különféle csigahaj tásoknál. GTE ll. Fogaskerék Konferencia. Budapest. (1969), 1-16. IıRt)l1Nl J . - SZARKA Z.: Globoid csigahajtások karakterisztika görbéinek optimalizálása elektronikus számítógép segítségével. „Compcontroll 70” Konferencia. Miskolc, (1970), I 17 129 + 7. lıltt )I!Nl J. - SZARKA Z.: Globoid csigahajtások karakterisztika görbéinek optimalizálása r~lr~ktrnnikus számítógép segítségével. Gépgyártástechnológia. 12. (1972), 232-235. IC A|'|l!-211. A. K.: flpoıztcıaoncreo rnoõoı-u:ı,Hızıx nepeııası. (Ha omzıra HKM3) Klien. 1954. Maıucuıı.
8. 9. 10.
JIEBEJIEB, H. A.: Texnonorna rnoőonnıısıx nepenau. Mocxna, (1957), Oőoponrna. LITVIN, F. L.:A fogaskerékkapcsolás elmélete. Budapest, (1972), Műszaki Kiadó. 9 MAGYAR I.: A síkbeli fogörbék és csavarfelületű elemek kapcsolódásának néhány kérdése. Gép. 16 (1964), 437-445.
11.
MAROS D. - KILLMANN V. - ROHONYI V.: Csigahajtások. Budapest, (1970). Műszaki
12.
NIEMANN, G. - JARCHOW, F.: Versuche an Stirnrad-Globoid~Schneckengetrieben. VDI-Z. 103. (1961), 6. 209-221.
13. 14.
SZENICZEI L.: Csigahajtóművek. Budapest, (195 7), Műszaki Könyvkiadó. TERPLAN Z. - DROBNI J. - LEVAI I.: Gépelemek I V. (Egyetemi jegyzet.) Budapest, Tankönyvkiadó. Zahnrad-Wälzfräzmaschine ir zylindrische Verzahnung ZFWZ 800xl0III.. Bedienanweisung AMK 18. VEB Zahnschneidemaschinenfabrik Modul. Karl-Marx-Stadt. 3AI(, II. C.: Koppınu-rpoaanıfıe rnoõouruıoro aauennenı-ur. Becrmnc Mann-nrocrpoemra. 36. (1956), Ho. 4. c. 20-25.
Könyvkiadó.
15. 16.
CUT'I`ING OF HOURGLASS-WORM MEMBERS BY PROGRAMME CONTROLLED HOBBING MACHINE
by I. SIPOSS Summary
The first part gives a historical review about the development of hourglass-worm drives and deals with present directions of research. The second part contains a short description of manufacturing hourglass-worm drives on principle of double-cone intermediary deriving surface. The geometry and manufacturing of hourglass-worm drive having been investigated at the Department of Machine Elements differ from those of convertional type. This manufacturing method is essentially a semidescribing one, the wormwheel being cut by direct transformation using trapezoid formed milling cutter, its geometrically mating worm being described (generated) by the double-cone surface. The third part deals with calculating the tool profile which manufactures the worm. The worm can be manufactured not only by the double-knife method being difficult to adjust or by V-shaped knife but by double-edge trapezoid knife having the normal-section profile of the wheel teeth. The fourth part gives details about cutting hourglass worm and worrnwheel by programme controlled hobbíng machine. To manufacture the wheel a new programme had to be adjusted, for cutting the vvorrrı the machine had to be equípped with a special tool holder fıxture. The measurements proving the theory are to be found in the Fifth part. The hourglass-worm drive manufactured according to the interpreted principles was built in into an agitator drive. The results of ef ciency measurements prove the good quality of the hourglass-worm drive.
186
l)lI*. VERZAHNUNG DER ELEMENTE DES (IH)H()Il)8(Í|lNECKENAN'I'RlEBS von I. SIPOSS Zusammenfassung
lııı ers ten Teil geben wir einen geschichtlichen Überblick über die bisherige Entwicklung und sl..-r rtız- gr-gcnwártigen Richtlinien der Forschung. Der zweite Teil enthält eine kurze Vorstellung des 1 itt-„tmırlıt-Iıııcckenantriebes, welcher auf dem Prinzip der doppelkegeligen Übert.ragungs-Erzeugungsits--tu- tıeıgestcllt wird. Die Geometrie und die Herstellung des Globoidschneckenantribes, die vom tr --Itt-tr ttv des Lehrstuhls erforscht wurde, vveichen vom traditionellen Globoidschneckenantrieb ab.
t 1,1-nt Itt tı t.-ıt cs ein Halbwälzverfahren wobei das Rad mit einer direkten Abbildung, mit einem Höhlen tzswıı uıı|1ct`ertigt wird, und die sich dazu geometrisch richtig verbindende Schnecke von der doppelızzır-ttıeıı Utıerfläche abgewälzt wird. Der dritte Teil befasst sich mit der Profılberechnung des Werkz -up tttı ıllc Schnecke. Zur Herstellung der Schnecke wird ein zweischneidiger Trapezmeissel benutzt ur -tar Nnrmalschnittprofil des Schneckenradzahnes beinhaltet. Bisher wurde die Schnecke mit Hilfe z.-rr J r-tıııvlıneidigen Drehrneisseln hergestellt, wobei die Einstellung der Meissel schwer ist. Der vierte tett ıetıt ılle Verzahnung des Rades und der Schnecke auf einer programmgesteuterten Zahnrad-Wälz-
ırmıırıır Iılrıc vor. Zur Verzahnung des Rades musste der Programmspeicher der Maschine erweitert .. utan, aber zur Verzahnung der Schnecke verwendeten wir eine spezielle Spannvorrichtung fúr den Iztı-tm-I Iın lllnften Teil geben wir die Messungen bekannt, die die Richtigkeit der Theorie bestätigen. mi mu h tlen obengenannten Priıızipien hergestellte Globoidschneckenantrieb wurde in ein Mischgetrrzztrr- vtnıebuut. Die Ergebnisse der Wirkungsgradmessung bestätigen die Giite des Globoidscheckeıı IH 'I |l'1i\|'H.
'WIŠOHAPEBAHPIE BIIEMEI-ITOB FHOBOHIIIIOH HEPEIIAHH HA TIPOFPAMHOYTIPABIIHEMOM 3YBO0PE3EPHOM CTAHKE
P1. 1111411011111! Pearoıvıe It ııvjınott lıacrn naerca acropmıecıcnn oõaop O paannrnn rnoőonrtnoii nepenaun 1-1 o nan,-ııırız-ıınıı rt conpeıvıeı-ınızıx nccnenoeauırit. Bropasr vacrız coD.ep>Kı»ıT ı
ynpaarıneıvrom ayõoqıpeaepnoın cTanı<e. K nponaaoncray Koneca npnıunocrız pacuinpırrız. rıporpauıvıamit nızıõop cranıca, a K npoıranoncrny lrepnaxa nano õuno cnaõacarrz cTaHoı< cneıınanızı-rızm npnõoporn nm aaııcmua peaıta. Haxoueu rurran vacrr. coııepıknr naıvıepeı-me, ııoxaaızınaıoun-re npanıurıznocrız Teopuu. Fnoőouıınaa nepenava, nponaneııenuaa no onncannsıwı npı»ıHu,ı»maM ősına EMO!-ıruponaı-ura E. csreenrensayıo Hepemılıy, n peaynrarızı Haõıııonenua aa ee atbcpeıcrımnocrrzıo Jıoıcaaızıaaıor noõpoxauecrııeunocrs rnoõonınıoit rıepena ın.
188
A NEHÉz1PARı MŰSZAKI EGYETEM KÖZLEMÉNYEI
III. sorozat
GÉPÉSZET 28. KÖTET, 3 - 4. FÜZET
-
,..ı' "3.'_
_ .-/J
*Ifi Ü.
A Í
lg
.
MISKOLC 1982
3..,-3 `,71* . -
I
I' -'ˇ \
. \-O
V `.
HU-ISSN 0234-6728
SZERKESZTŐ BIZOTTSÁG:
TERPLÁN ZENO felelős szerkesztő CZIBERE TIBOR, KOZÁK IMRE, ROMVÁRI PÁL, TAJNAFÖI JÓZSEF
Kiadja a Nehézlpari Műszaki Egyetem Kladisért felelős: Dr. Kozák Imre rektorhelyettes Nyomdııszúm: KSZ-82- 2920-#NME Mlskolc-Egyetemváros, 1982.
lãnzedóly szíına: MTT!-l-lll-318311976. Sajtó ııli rendezte: Dr. Farkas József, egyetemi tanár 'l`eclınlluıl szerkesztők: Kovácsné Kismarton Gabriella, Németh Zoltánné Megjelent az NMR Közleményei Szerkesztőségének gondozásában Kézlrıı! szedése: l982.júl. 1 -- 1982. szept. 30. A sokszorosítóba leadva: 1982.`okt. 7. l"6Iılúnysr.Íın: 400 Készül! IHM 72 elektronikus Composer szedéssel, rotapriııt lemezről
nv. M87. Sfılll .W és MSZ S602-SS szabványok szerint, 8 BI5 ív terjedelemben A ıuılı ıımııılliıéıl felelős: Tóth Ottó mb. üzemvezető
TARTALOMJEGYZÉK
Ecsedi István: Néhány megjegyzés a peremén hajlékony lemezcsíkkal erősített tárcsákról Hrahos István: Csavarfelületû' fogazatok húrmérésének geometriai alapjai . . . . . . . . . . M-seáı' István: Egy módszer a harmonikus gerjesztő erőkkel terhelt rúdszerkezetek alakváltozásának és igénybevételének számítására . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . _ Slposs István: Globoid csigahajtás elemeinek fogazása programvezérlésű lefejtőmarógépen I-.'z-sedr' István: Egy módszer a frekvencia egyenlet felállítására . . . . . . . . . . . . . . . . I. Hvar' Imre: Új kutatási eredmények a hipoidhajtások méretezéséhez . . . . . . . . . . . .
