МОДЕРНИЗИРОВАННЫЙ СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ЗУБЕВ ТЯГОВЫХ ЗВЕЗДОЧЕК

А.В.Болтян, И.А.Горобец, С.В.Ткаченко
Донецький национальный технический университет

     Звездочки для тяговых круглозвенных цепей, как правило, являются высоконагруженными элементами, поскольку они применяются в транспортных (конвейеры), горных (комбайны, фронтальные агрегаты) и других машинах. Нагрузка указанных звездочек является высокодинамической, с ударами. Так, при работе очистных комбайнов и фронтальных агрегатов, предназначенных для выемки угля подземным способом, нагрузка звездочек их механизмов перемещения и приводов обусловлена колебаниями тяговой цепи, заклиниванием опорных устройств на секциях конвейера или конвейеро-струга, ударами кареток агрегата о переходные секции при входе и выходе со звездочки,[1, 2]. Это обусловливает повышенные требования к материалу звездочек и качеству их изготовления.Звёздочки для тяговых круглозвенных цепей горных машин являются наиболее нагруженным элементом системы их привода, так как воспринимают высокую динамическую нагрузку, обусловленную характером взаимодействия рабочих органов машин со средой и местными сопротивлениями перемещению тяговой
     В [3] был предложен способ изготовления тяговых звездочек из поковок с формированием впадин между зубьями путем фрезерования их концевыми модульными фрезами, предназначенными для фрезерования зубьев крупномодульных зубчатых колес.
     Реализация предложенного способа осуществлялась по алгоритму:
     1) подбор модульной фрезы из условия равенства диаметра делительной окружности фрезы двойному радиусу впадины зуба звездочки по диаметру ее делительной окружности;
     2) из условия совпадения диаметров делительных окружностей звездочки и фиктивного зубчатого колеса, нарезаемого той же модульной фрезой, определяется величина заглубления фрезы в направлении к оси звездочки и угол относительного поворота осей зуба звездочки и фрезы.
     Указанный способ нетрудно реализовать при фрезеровании впадин зубьев звездочек на фрезерных станках с ЧПУ с применением поворотного стола.
     Однако, как показывают результаты расчетов, [3] , при предложенном способе фрезерования впадин зубьев звездочки, наблюдается утолщение ножки зуба, а следовательно, и срезание головки зуба звездочки. Для устранения данного явления необходимо развернуть фрезу относительно точки ее пересечения расчетного профиля зуба по диаметру делительной окружности звездочки.
     Расчетная схема модернизированного способа формирования впадины зуба звездочки приведена на рис. 1.

Рис. 1. Расчетная схема модернизированного способа формирования впадины зуба звездочки.

     Буквенные обозначения точек на рис. 1 соответствуют [3] . Дополнительно на схеме обозначено: OY – ось фрезы; QB2 – профиль фрезы; SB2 – расчетный профиль зуба; В2 – точка пересечения расчетного профиля зуба с делительной окружностью звездочки.
     Поскольку ножка зуба при применении способа [3] утолщается больше, чем срезается головка зуба, то разворот фрезы будем производить до совпадения точки Q с точкой S, т.е. с расчетным профилем зуба у его основания.
     Исходя из расчетной схемы угол разворота:

     Из [3] следует, что , где Rвп – радиус впадины зуба по диаметру делительной окружности звездочки; – угол относительного поворота осей зуба звездочки и фрезы. Из [3] также следует, что
где М – шаг центров построения звездочки; r0 и r0ф – радиусы делительной окружности соответственно звездочки и фрезы; - угловой шаг звездочки; b – толщина зуба по делительной окружности звездочки; f – расстояние между смежными центрами окружностей впадин зуба звездочки по ее делительной окружности.
     Значение проекции координаты точки B2, т.е. B2N1, определяется по зависимостям, приведенным в [3] , для координаты
Здесь индексы «з» и «ф» обозначают соответственно звездочку и фрезу. Поскольку для предложенного в [3] способа всегда выполняется условие 0S 0Q, то значение 0.
     Указанный разворот фрезы относительно точки зуба В2 легко осуществить на фрезерном станке с ЧПУ при одновременном перемещении стола станка в продольном и поперечном направлениях. При этом центр заготовки звездочки О1, или что тоже – центр поворотного стола станка G, перемещается по дуге окружности радиуса r0 = В2О1, рис. 2.
     Определим координаты центра звездочки при развороте фрезы относительно точки В2. Длина хорды окружности, см. рис. 2,
В треугольниках B2N1O1 и O1нxнO1 определим значения углов
Рис. 2. К определению координат поворота центра звездочки

     Из [3] следует, что где - угол доворота фрезы при ее заглублении в заготовку, а

     Тогда новые координаты центра звездочки:

     Формообразование впадины зуба осуществляется по следующей схеме:
     - поворот заготовки относительно оси фрезы на угол относительно расположения осе зуба и фрезы;
     - разворот заготовки относительно точки В2 на угол ;
     - заглубление фрезы во впадину зуба на рассчитанную величину.
     Для принятых в [3] параметров звездочки и фрезы (m = 32 мм и z = 12), расчетное значение угла составляет 14 градусов. При этом геометрические погрешности зуба не превышают 10% от расчетного профиля, что улучшает условия зацепления зубьев со звеньями цепи.
Список литературы:
1. Исполнительные органы очистных комбайнов для тонких пологих пластов / Бойко Н.Г., Болтян А.В., Шевцов В.Г., Марков Н.А. – Донецк: Донеччина, 1996. – 223 с.
2. Теория рабочего процесса выемочно-доставочной машины фронтального агрегата для тонких пологих пластов / Болтян А.В., Нечепаев В.Г., Бойко Е.Н. Болтян А.В. // Разработка месторождений полезных ископаемых: Республиканский межвед. научн.-техн. сб.- К.:Техніка, 1991. – Вып. 88. – С 3-16.
3. Способ формирования зубьев звездочек для тяговых круглозвенных цепей / Горобец И.А., Болтян А.В., Голубов Н.В., Черников А.С. // Прогрессивные технологии и системы машиностроения: Международный сб. научных трудов. – Донецк: ДонГТУ, 2001.- Вып. 16. – С. 128 – 132.


Прогрессивные технологии и системы машиностроения:междунсродный сб. научн. трудов-Донецк;ДонГТУ,2001 Вып.17.