Application of CAx techniques in the bevel gears design work

Abstract

Omówiono etapy projektowania przekładni stożkowej z wykorzystaniem technik CAD i MES. Wskazano korzyści wynikające z użycia technik CAx, takie jak skrócenie czasu osiągnięcia wymaganych wskaźników jakościowych przekładni i wprowadzenia jej do produkcji. SŁOWA KLUCZOWE: przekładnie stożkowe, projektowanie kół zębatych, techniki CAx Presented are stages of the bevel gear design work with use of CAD, FEM and other techniques. To this purpose are also indicated some advantages provided by these techniques such as e.g. reduction of time usually consumed to achieve the required transmission quality indices and to implement the project in production. KEYWORDS: bevel gears, gear design, CAx techniques Modelowanie członów przekładni stożkowejProces projektowania nowej przekładni stożkowej obejmuje stworzenie jej modelu opartego na obliczeniach geometrycznych i technologicznych. Do wykonania bryłowej symulacji nacinania uzębień używa się parametrycznych modeli otoczek kół oraz narzędzi, które umieszcza się w układzie technologicznym wirtualnej obrabiarki. W systemach CAD modeluje się ją jako zestaw układów współ-rzędnych, odtwarzających poszczególne zespoły maszyny, mających odpowiadające tym zespołom możliwości kinematyczne [3,7].Generowanie modeli bryłowych obrabianego koła oraz narzędzia, ich ustawienie początkowe i symulacja obróbki odbywają się po wczytaniu zewnętrznego pliku danych, zawierającego szczegółową geometrię modelowanych elementów oraz wyniki obliczeń ustawczych do rozpoczę-cia obróbki [1,3,5]. Środowisko CAD oferuje kilka moż-liwości technicznych realizacji symulacji obróbki, m.in. przez utworzenie jej procedur w postaci makra. Efektem symulacji są modele bryłowe zębnika i koła o powierzchniach bocznych zębów w postaci nieciągłej, co jest wynikiem dyskretnego odejmowania objętości narzędzia od interferującej z nią objętości otoczki. Analiza współpracy zazębieniaPodstawową analizę współpracy zazębienia w przekład-ni konstrukcyjnej prowadzi się w symulowanych warunkach lekkiego obciążenia. Aby uzyskać ślad współpracy na boku zęba modelu sztywnego, odsuwa się powierzchnię boku zęba na zewnątrz o wartość odpowiadającą grubości tuszu, którym pokrywa się uzębienie podczas analizy kontaktu na fizycznych modelach. Efektem odtoczenia po sobie uzębień zębnika i koła jest sumaryczny ślad współpracy (rys. 1), którego geometrię i przebieg określa wzajemne dopasowanie współpracujących powierzchni, będące wynikiem zastosowanej technologii i kinematyki obróbki. Modelowanie śladu współpracy na etapie projektowania prowadzi się m.in. przez korektę parametrów geometrycznych narzędzia oraz ustawień obróbki. Na rys. 1 przedstawiono wykres ruchowy przekładni stoż-kowej. Kąt obrotu zębnika oznaczono jako φ 1 , przyrost kąta obrotu koła jako ∆φ 2 . Maksymalna odchyłka kinematyczna w obrębie jednej podziałki wynosi 7 s kątowych opóźnienia powierzchni zęba koła w stosunku do zęba zębnika.Rys. 1. Sumaryczny ślad współpracy [6] i wykres ruchowy przekładni stożkowej [4] Kolejnym krokiem mającym na celu sprawdzenie zaprojektowanej prz...