Roata dintata cilindrica cu directoare in arc de cerc

Roata dintata cilindrica cu directoare in arc de cerc si masina de frezat dantura cilindrica cu directoare in arc de cerc

Inventia se refera la o roata dintata cilindrica cu dantura cu directoare in arc de cerc si la o masina de frezat o astfel de dantura, avand structura mecanica si utilizand cap de frezat cu dinti frontali.

Sunt cunoscute danturi cilindrice inclinate si danturi cilindrice in V. Dezavantajele acestor danturi constau in aceea ca fie angrenajele pe care le formeaza genereaza sarcini axiale, fie sunt relativ greu de realizat. Nu sunt cunoscute masini de frezat dantura cilindrica cu directoare in arc de cerc.

Problema pe care o rezolva inventia este de a realiza o roata dintata cilindrica cu dantura cu directoare in arc de cerc si o masina de frezat o astfel dantura prin generare cinematica a generatoarei utilizand principiul rularii prin rostogolire cu cremaliera fixa si prelucrare gol cu gol prin divizare discreta, utilizand capete de frezat cu dinti frontali dispusi echiunghiular in lungul unui cerc egal ca raza cu raza directoarei danturii.

Roata dintata cu directoare in arc de cerc inlatura dezavantajele mentionate prin aceea ca directoarea se obtine simplu prin copierea directoarei cremalierei de referinta (materializata prin urma circulara lasata de dintii capului de frezat ca urmare a miscarii de rotatie a acestuia) si ca sarcinile axiale dintr-un angrenaj format cu astfel de roti se anuleaza daca planul median al danturilor contine centrul cercului directoarei cremalierei de referinta.

Masina de frezat dantura cilindrica cu directoare in arc de cerc face posibila prelucrarea de danturi cilindrice cu directoare in arc de cerc, prin generare cinematica a generatoarei danturii utilizand principiul rularii prin rostogolire cu cremaliera fixa si prelucrare gol cu gol prin divizare discreta, utilizand capete de frezat cu dinti frontali dispusi echiunghiular in lungul unui cerc egal ca raza cu raza directoarei danturii.

Inventia prezinta urmatoarele avantaje:

- asigura realizarea de roti dintate cilindrice cu capacitate de incarcare crescuta, finisabile prin rectificare, ce formeaza angrenaje care nu genereaza sarcini axiale in lungul arborilor pe care sunt amplasate;

- asigura realizarea unei masini de frezat dantura cilindrica cu directoare in arc de cerc, prin generare cinematica a generatoarei utilizand principiul rularii prin rostogolire cu cremaliera fixa si prelucrare gol cu gol prin divizare discreta, utilizand capete de frezat cu dinti frontali dispusi echiunghiular in lungul unui cerc egal ca raza cu raza directoarei danturii.

Se prezinta in continuare un exemplu de realizare a inventiei, in legatura cu figurile 1, 2 si 3 care reprezinta:

- figura 1 - roata dintata cilindrica cu directoare in arc de cerc;

- figura 2 - vedere asupra unei masini de frezat dantura cilindrica cu directoare in arc de cerc;

- figura 3 - schema cinematica a unei masini de frezat dantura cilindrica cu directoare in arc de cerc.

Roata dintata cilindrica 1 cu directoare in arc de cerc are flancurile antiomoloage a si b ale oricarui dinte c al danturii in arc de cerc, de raze diferite, dar egale cu razele corespondente de dispunere a dintilor capului de frezat cu care se face prelucrarea.

Masina de frezat dantura cilindrica cu directoare in arc de cerc are in structura un lant cinematic principal, un lant cinematic pentru avans circular al piesei, un lant cinematic pentru avans longitudinal al piesei, un lant cinematic de rulare, un lant cinematic de divizare, un lant cinematic pentru avans transversal, de pozitionare si de apropiere-departare pentru efectuarea divizarii si revenirii in pozitia initiala, si un lant cinematic auxiliar de reglare a pozitiei in plan vertical a axei arborelui principal, port-cap de frezat.

Lantul cinematic principal este compus dintr-un motor electric de antrenare 2, o roata de curea 3, antrenoare, o transmisie cu curele trapezoidale 4, o roata de curea 5, antrenata, un arbore 6, un variator de turatii 7, continuu sau discret, de tip cutie de viteze, si un arbore 8, principal, pe care se fixeaza si care antreneaza in miscare de rotatie un cap de frezat 9 cu dinti frontali dispusi echiunghiular de-a lungul unui cerc. Arborele 6, variatorul de turatii 7 si arborele 8 se afla intr-o sanie transversala 10.

Lantul cinematic pentru avans circular al piesei este compus dintr-un motor electric 11, un cuplaj coaxial 12, un variator continuu de turatie 13, un arbore 14, niste roti de schimb 15, 16, 17 si 18, un arbore 19, un cuplaj frontal 20, o roata dintata 21, libera la rotatie fata de arborele 19, o roata dintata 22, un arbore 23, o roata dintata 24, o roata dintata 25, un arbore 26, niste roti de schimb 27, 28, 29 si 30, un arbore 31, un mecanism diferential A, de exemplu cu roti dintate conice, format din roata conica 32, roata conica 33, satelitii 34 si bratul 35 al satelitilor, avand pentru faza de avans circular al piesei roata 32 blocata - cuplajul 36 fiind fixat la batiul 37 - si functionand ca mecanism planetar monomobil, un arbore 38, o roata dintata 39, o roata dintata 40, un arbore 41, canelat, un melc 42, translatabil in lungul arborelui 41, o roata melcata 43, un arbore 44 si un platou 45 care antreneaza piesa de danturat 46 direct sau prin intermediul unei piese 47. Daca cerintele de reglare a vitezei de avans circular sunt reduse, pot lipsi fie variatorul continuu de turatie 13, fie rotile de schimb 15, 16, 17 si 18, cele doua subsisteme participand impreuna la realizarea acestei functii.

Pentru cresterea rigiditatii sistemului de fixare a piesei de danturat, piesa 47 poate fi sprijinita si printr-un varf conic 48 solidar cu o sanie 49, cu care este solidara o piulita 50. Sania 49 este translatabila pe directie verticala in lungul unor ghidaje d aflate pe un montant 51 solidar cu sania pentru avans longitudinal 52, sanie in care este lagaruit platoul 45.

Pozitionarea in plan vertical a saniei 49 se face cu surub 53, antrenat manual prin intermediul unui arbore 54 si a doua roti dintate 55 si 56.

Eliberarea-fixarea rapida a piesei 47 se asigura cu ajutorul unui motor hidraulic liniar 57, a carui tija unilaterala 58, partial canelata, este solidara cu surubul 53, pe care il translateaza pe distante mici, antrenand odata cu acesta si piulita 50 si deci si sania 49.

Daca solutia constructiva o cere, angrenajul format din rotile 39 si 40 poate fi inlocuit printr-o transmisie cu lant, caz in care rotile 39 si 40 se inlocuiesc cu roti de lant, transmiterea miscarii de rotatie de la roata 39 la roata 40 realizandu-se prin intermediul unui lant 59.

Lantul cinematic pentru avans longitudinal al piesei este compus din partea din lantul cinematic de avans circular al piesei cuprinsa intre motorul 11 si arborele 26, la care se adauga un cuplaj B, format dintr-un semicuplaj 60, canelat la interior si translatabil pe distanta mica in lungul arborelui 26, si un semicuplaj 61 solidar cu un arbore 62, coaxial cu arborele 26, un arbore 62, o roata de lant 63, un lant 64, o roata de lant 65, un surub 66, conducator, o piulita 67 si sania longitudinala 52. Surubul 66 poate fi antrenat manual, pentru operatii de reglare, prin intermediul unei roti de mana 68. Avansul longitudinal rapid se poate realiza prin antrenarea in miscare de rotatie a piulitei 67 prin intermediul unui angrenaj melc 69 - roata melcata 70, sursa de energie si miscare fiind un motor electric 71. Piulita 67 este solidara cu roata melcata 70. Translatia saniei longitudinala 52 se face in lungul unor ghidaje e solidare cu batiul 37.

Pentru faza de retragere in pozitia initiala a saniei longitudinale 52 miscarea se transmite de la arborele 19 catre arborele 26 prin intermediul unui cuplaj 72, unei roti dintate 73, libera la rotatie fata de arborele 19, si unei roti dintate 74, arborele 26 rotindu-se in sens invers fata de sensul din faza de avans tehnologic.

In timpul fazei de retragere a saniei longitudinale 52 in pozitia initiala are loc si divizarea, rotirea suplimentara in plus sau in minus a piesei de danturat 46 cu un dinte sau cu un multiplu de dinti. Pentru aceasta intra in functiune un cuplaj 75, care preia miscare de la o roata dintata 76, antrenata de o roata dintata 77 solidara cu arborele 31, si antreneaza un arbore 78, si mai departe prin niste roti de schimb 79, 80, 81 si 82, un arbore 83, niste roti conice 84 si 85, un arbore 86 si niste roti conice 87 si 88 se antreneaza roata 32, solidara cu roata conica 88, a diferentialului A, care functioneaza ca atare si care asigura arborelui 38 rotatia suplimentara necesara. Raportul de transfer al lantului cinematic de divizare se regleaza prin rotile de schimb 79, 80, 81 si 82.

Lantul cinematic de rulare face legatura, in timpul fazei de generare cinematica a unui gol al danturii piesei de prelucrat, intre rotatia si translatia acesteia. Lantul cinematic de rulare contine partea din lantul cinematic de avans circular al piesei cuprinsa intre piesa 46 si arborele 26 si partea din lantul cinematic pentru avans longitudinal cuprinsa intre arborele 26 si sania longitudinala 52. Acest lant cinematic se regleaza prin rotile de schimb 27, 28, 29 si 30.

Pozitionarea planului de divizare al cremalierei de referinta asociat capului de frezat 9 astfel incat sa fie tangent la cilindrul de rostogolire al danturii piesei de prelucrat 46 se realizeaza manual prin intermediul unui lant cinematic de avans transversal compus dintr-o roata de mana 89, un surub 90, o piulita 91 si sania transversala 10, piulita 91 si sania transversala 10 fiind solidare. Prin rotirea surubului sania transversala 10 translateaza fata de o sanie verticala 92, fiind ghidata de niste ghidaje f. Dupa prelucrarea completa a unui gol sania transversala 10 se retrage cu o marime cel putin egala cu inaltimea danturii pentru a asigura conditiile divizarii si revenirii saniei longitudinale 52 in pozitia initiala, dupa care avanseaza in pozitia initiala, refacand astfel conditiile necesare inceperii prelucrarii unui nou gol al danturii piesei de prelucrat 46. Aceasta miscare de apropiere-departare se poate realiza, de exemplu, prin actiunea unui motor hidraulic liniar 93, tija bilaterala 94 a acestuia fiind solidara atat cu surubul 90, cat si cu roata de mana 89.

Pozitionarea axei arborelui 8, principal, in planul orizontal median al rotii de prelucrat 46, sau in orice alt plan fata de acesta, se realizeaza cu ajutorul unui lant cinematic auxiliar de reglare a pozitiei in plan vertical a axei arborelui principal, compus dintr-un motor electric 95, un arbore 96, un angrenaj melc 97 - roata melcata 98, un surub 99, o piulita 100 si sania verticala 92, piulita 100 si sania verticala 92 fiind solidare. Este posibila inlocuirea motorului electric 95 cu o roata de mana. Translatia saniei verticale 92 se realizeaza in lungul unor ghidaje g practicate pe un montant 101.

Revendicari

1. Roata dintata cilindrica cu directoare in arc de cerc caracterizata prin aceea ca, in scopul cresterii capacitatii de incarcare, reducerii sau anularii fortelor axiale si pentru o functionare mai lina, flancurile antiomoloage (a) si (b) ale oricarui dinte (c) al danturii sunt in arc de cerc, de raze diferite, dar egale cu razele corespondente de dispunere a dintilor capului de frezat cu care se face prelucrarea.

2. Masina de frezat dantura cilindrica cu directoare in arc de cerc caracterizata prin aceea ca, in scopul prelucrarii de danturi cilindrice cu directoare in arc de cerc, utilizeaza ca scula un cap de frezat (9), cu dinti frontali dispusi echiunghiular de-a lungul unui cerc, antrenat de un arbore principal (8), generarea danturii realizandu-se cinematic, cu divizare discreta, utilizand principiul rostogolirii unei piese de prelucrat (46) peste cremaliera fixa, scop in care piesa de prelucrat (46) este antrenata simultan in miscare de rotatie prin intermediul unui lant cinematic de avans circular al piesei (prin intermediul caruia se transmite miscare de la un motor electric (11) la un angrenaj melc (42) - roata melcata (43), aceasta din urma antrenand un arbore (44) cu care este solidar un platou (45) pe care se fixeaza piesa de prelucrat (46), direct sau prin intermediul unei piese (47)) si in miscare de translatie prin intermediul unui lant cinematic de avans longitudinal (prin intermediul caruia se transmite miscare de la un acelasi motor electric (11) la un surub (66), conducator, rotatia acestuia determinand translatia unei piulite (67) si implicit a unei sanii longitudinale (52) ce lagaruieste platoul (45)), cele doua lanturi cinematice avand legatura cinematica rigida, cu raport de transmitere posibil de reglat prin niste roti de schimb (27), (28), (29) si (30), partile finale ale acestor doua lanturi cinematice formand lantul cinematic de rulare.

Referinte bibliografice

Rezumat

Inventia se refera la o roata dintata cilindrica cu directoare in arc de cerc la care flancurile antiomoloage (a) si (b) ale oricarui dinte (c) al danturii sunt in arc de cerc, de raze diferite, dar egale cu razele corespondente de dispunere a dintilor capului de frezat cu care se face prelucrarea, si la o masina de frezat dantura cilindrica cu directoare in arc de cerc care utilizeaza ca scula un cap de frezat (9), cu dinti frontali dispusi echiunghiular de-a lungul unui cerc, antrenat de un arbore principal (8), generarea danturii realizandu-se cinematic, cu divizare discreta, utilizand principiul rostogolirii unei piese de prelucrat (46) peste cremaliera fixa, scop in care piesa de prelucrat (46) este antrenata simultan in miscare de rotatie prin intermediul unui lant cinematic de avans circular al piesei (prin intermediul caruia se transmite miscare de la un motor electric (11) la un angrenaj melc (42) - roata melcata (43), aceasta din urma antrenand un arbore (44) cu care este solidar un platou (45) pe care se fixeaza piesa de prelucrat (46), direct sau prin intermediul unei piese (47)) si in miscare de translatie prin intermediul unui lant cinematic de avans longitudinal (prin intermediul caruia se transmite miscare de la un acelasi motor electric (11) la un surub (66), conducator, rotatia acestuia determinand translatia unei piulite (67) si implicit a unei sanii longitudinale (52) ce lagaruieste platoul (45)), cele doua lanturi cinematice avand legatura cinematica rigida, cu raport de transmitere posibil de reglat prin niste roti de schimb (27), (28), (29) si (30), partile finale ale acestor doua lanturi cinematice formand lantul cinematic de rulare.

b

a

c