Валы и механические передачи 3D и зубозакругление или затыловка...

[Golovanev]

Начали заниматься этой темой более плотно. Есть некоторые вопросы.... Нужна Ваша помощь коллеги!

В частности - какой должна быть затыловка? Пока напрашивается два варианта - коническая и бочкообразная.
И вот как она должна быть построена в 3D на зубе. Есть у кого-нибудь практический опыт?

Пока нам ясно, что параметры затыловки, как и затыловочной фрезы надо считать под каждую шестерню. Т.к. то что пишут в литературе все дано для некорригированных шестерен. А это понятно не годится (баловство какое-то наукоемкое... одним словом.)

На иллюстрациях то что пока получилось сделать в 3d "аля бочкообразная форма", и наш вариант (номер 3) под ЧПУ - "эвольвентная форма".

Смущает бочкообразная форма, может быть надо делать это прямо до диаметра впадин?

И еще один момент - на картинках зуб такой "дутенький" с положительным смещением, а если он будет с отрицательным, что тогда....
Может быть надо делать "бочку-затыловку", как и "эвольвенту-затыловку" только по высоте рабочего участка зуба?

[Golovanev]

И чего - нет ни одного настоящего ковбоя? Всем нечего сказать?! Вот подожду немного и глубоко разочаруюсь....

[СВ]

 Не надо! Пожалуйста!!
Просто мало зубообработчиков. Может быть, даже никого. Вы же понимаете, что те, кто применяют шестерни, глубоко в саму обработку не вникают, достаточно правильно посчитать передачу и её детали - по справочникам, Шафтом и т.п. Можно только рассуждать от своих глубоких (или не очень) познаний. По мне, например, затыловка должна быть именно такой, которую создаст инструмент, разве что чуть поправить внешний вид, если какие-нибудь бяки получаются.

[Golovanev]

Вот! Сергей Васильевич - главное в поиске истины - рассуждать... т.е. мыслетворением заниматься. Нам ведь с Геннадием Валентиновичем тоже не просто - а ведь анализируем, прикидываем, и находим истину.

И по затыловке у меня уже мысли появились (здравые), но хотелось бы хоть что-то услышать от других...

Одно мне ясно - все что нашел в литературе - это за уши притянуто и не несет никакой практической ценности. Как будто все шестерни всегда только некорригированные делаются... Кандидаты-докторы понапишут книжонок, или попереписывают один у другого... А как до практики, так выкуси... товарищ инженер. Как-то там в общем напильничком подотрете, или само обобьетси-обсосетси, а потом и нормалек вам придет в коробушечке передач вашей... ну а пока погремит малось, не без этого же....

Не по теме - как то сунулся к одному доктору и профессору (и давно ведь его знаю...). Поговорили этак неплохо...  А потом заглянул в Mail.ru - посмотреть где он там...  нашел, и ....  а он все рабочее-нерабочее время огороды виртуальные разводит.... Какая уж тут наука... и образование студентов.

И не он один такой, то же самое находил я и у других "ученых". Время оно бесценно, а .... профукать его проще всего вослежа на страницах своей запыленной диссертации и играясь в виртуальные фермы и огороды...

[Kirilius83]

Никогда не сталкивался и чес гря не очень представляю, где это было бы необходимо - уже не принято двигать шестерни, включают/выключают муфты. А штучно - можно и напильником.
Но если в думаться, то мыслю так: то, что делалось ранее было заточено под конкретное оборудование, под спецстанок. И вполне возможно что на разных предприятиях всеравно разные станки и потому делали по разному, по внутренним нормам. А остальным просто не надо - всеравно делать неначем да и не нужно. Сейчас же, если кому понадобится это, то вижу два варианта: либо на производстве есть спец станок и тогда они и так знаю как это делать и как вычертить, либо есть только современное ЧПУ, которое работает совсем не так как спец станок. Поэтому если и затачивать прогу, то именно прикинув современные возможности по обработке - на какой современный универсальный станок можно это воткнуть и какой стандартной фрезой обработать.
ЗЫ а по форме - чес гря не вижу большого смысла именно в полукруглой форме. Там ведь можно просто фаски сделать - эффект будет тот же, и можно просто фрезой с торца пройтись, с нужным углом. Но могу ошибаться.

[СВ]

 Не-не, фаски не пройдут, простой фрезой - тем более. Станки затыловочные работают шустро, поверхность получаемая - то, что надо.

Думаю, можно подходить следующим образом:
т.к. реальную затыловку будут делать специнструментом, то в модели показывать теоретическую, так сказать, затыловку, а профиль условной фрезы получать из фактического профиля зуба.

[Ё]

И чего - нет ни одного настоящего ковбоя? Всем нечего сказать?! Вот подожду немного и глубоко разочаруюсь....

Не, ну если "на принцип"! Валерий, а не подойти ли к этому вопросу "по-взрослому": то бишь, надо рассмотреть в 3д картинку получающегося контакта зубьев, натолкнувшихся друг на дружку торцами при разных вариантах?.. Желательно получить контакт "полинейнее"... А потом, уж: пробовать подбирать инструмент и траекторию его движения. Кстати: в некоторых случаях ось фрезы можно расположить и ПАРАЛЛЕЛЬНО оси вращения шестерни...

P.S.: ну, а так-то - лежит у меня на столе блок-шестерня с китайского "средства малой механизации". Так - без затей: только по эвольвенте. Хотя, понятно: "туфта" для ответственных случаев - риск закалочных да усталостных трещин...

[Golovanev]

Фото шестерни и этого участка затыловки подробно. Пожалуйста!

[Kirilius83]

Не-не, фаски не пройдут, простой фрезой - тем более.

почему? я не в теме но оч хочу понять.
в моем понимании проблема только в том что при перемещении зуб может упереться в зуб, а надо что бы довернулось и зуб попал во впадину. в автомобильных синхронизаторах вообще видел скошенный на одну сторону зубчик (но там не эвольвента).

[Ё]

 Ссылка - в "личке". Хреново, но оперативненько...

Дело в том, что тебе проще всего увидеть "нормальную" шестерню с затыловкой из: "раздаток" УАЗ-ика, "Нивы" или из передачи З.Х. любой авто-МКПП... ЕщЁ: "ГАЗ"-оновские КПП, тракторные КПП. А то "прЁт" тут молодежь:

Никогда не сталкивался и чес гря не очень представляю, где это было бы необходимо - уже не принято двигать шестерни, включают/выключают муфты. А штучно - можно и напильником.
...

И у этого чела была "Ява"... Верь после этого людям!

[Николай]

  При переключении трение зубьев происходит точечно при бочкообразной форме затыловки и линейчато при конической?  Не включаюсь в обсуждение- просто хочется понять физику процесса...

[СВ]

... И у этого чела была "Ява"... Верь после этого людям!

Ставлю любезному Ё двойку: у Явы" переключение КУЛАЧКАМИ.

Теперь по делу :

...ось фрезы можно расположить и ПАРАЛЛЕЛЬНО оси вращения шестерни...

Именно так.

[Golovanev]

Публикую книгу из своей библиотеки :
Бурштейн И.Е. - Высокопроизводительные методы зубозакругления - 1963
https://drive.google.com/file/d/1E3Efh8kfzZe8xQIG0SicmrGrVM8UzC3y/view

[Николай]

Мощная книга. И приведены "новые методы зубозакругления". Сдаётся мне, что с 1963 года так  ничего нового и не придумано...

[Kirilius83]

Дело в том, что тебе проще всего увидеть "нормальную" шестерню с затыловкой из: "раздаток" УАЗ-ика, "Нивы" или из передачи З.Х. любой авто-МКПП... ЕщЁ: "ГАЗ"-оновские КПП, тракторные КПП.

Извините, но вы не правы 
Газоновские раздатки - не есть нормальные. Да, когда они проектировались годах в 30х..40х (да-да, спроектированы они были еще тогда, а потом на боле новые модели просто копировалась конструкция практически без изменений) - тогда это было норма. Но сейчас уже давно - каменный век. И на Ниве между прочим - синхронизатор в раздатке, там уже нормально сделано. А с уазовской и раздаткой и коробкой (старого образца, копией еще более древних, времен победы и 21й) я пользовался лично и продолжительное время - не скажу что она тугая, но двойной выжим уметь делать надо  Иначе никакя затыловка не спасает.
На мото же - да, кроме кулачков там и шестерня входит в зацепление, но там зачастую вообще ничего не сделано кроме токарной фаски, и это норм работает!


Вообще, говорить об износостойкости разных видов затыловки зуба я вообще не вижу смысла: такой вид включения передачи в принципе не подразумевает ни большой разницы скоростей между шестернями, ни какой либо нагрузки на кромку в момент включения. Либо шестерни относительно друг друга практически не двигаются а нагрузка выключена и тогда они легко заскакивают друг в друга, либо передачу вообще невозможно включить, все грохочет и снашивается очень быстро независимо от заходной части. Скулачками кстати тоже самое - на них тоже не делают заметных фасок (только мелким скруглением притупляют кромки), на той же Яве как только вырабатывается фаска - все, на выброс, передачу начинает выбивать (по причине слишком тонкого вала вилок). Если вы не можете обеспечить плавного безударного вхождения одной шестерни в другую - надо ставить муфту, это аксиома. И в станках только так, и новых и самых древних. другого не дано.

[СВ]

...Вообще, говорить об износостойкости разных видов затыловки зуба я вообще не вижу смысла:

почему же, простой и нагляднейший пример (только не виден глазу) - металлорежущие станки, обычно универсалы. Там нужна просто затыловка, без особых изысков.
А есть спортивные коробки, без синхронизаторов, там-то и нужен правильный затылок. Помнится, на грузовиках Татра (не так и давно) были бессинхронизаторные коробки. Затыловка там, конечно, не на шестернях, а на муфтах, но принцип тот же.

[Ё]

 Вот что делает с Kirilius-ом конструктивная(!) критика!

Впрочем, вот:  https://cloud.mail.ru/public/E4Dc/ciJRxfaUe

[Ё]

 УАЗ: шестерня включения заднего моста/понижайки - затыловка как на шестерне, так и на наружных зубьях муфты.
"Нива": муфта включения понижайки - затыловка на внутренних зубьях муфты.

По логике, бочкообразная затыловка лучше конусной, т.к.: ПРИБЛИЖЕНА к эвольвенте в сечении, перпендикулярном оси вращения. Т.е.: должна "лучше работать" при вращающихся шестернях. Отсель: в идеале - затылованные участки должны быть близки к косозубому зацеплению...

[СВ]

 В книжке (см. выше) определяющим фактором указывается схема контакта при входе в зацепление, это определяет главное - износ торцев зубьев.

[Kirilius83]

Ребята, еще раз: во всех случаях, независимо от наличия затыловки, включение шестерни происходит без нагрузки и во всех случаях приходится ловить момент, когда зуб попадает в зуб!
Что в станках, что на машинах  - сначала выключается передача, потом ждем пока все остановится и только потом осторожно пытаемся воткнуть передачу. На станках если это коробка скоростей - то шпиндель часто приходится проворачивать рукой, если не попало, без остановки шпинделя категорически запрещено включать передачу, при попытке - возможен грохот на весь цех. В коробках подач - скорости вращения очень маленькие, почти ползучие, потому там и нет ударов совсем. В машинах: на старых уазах, где 1..2 передачи были без синхронизаторов в мануале так и написано - без нагрузки трогаться со второй передачи, специально что бы без необходимости ты переключатся с 1 на 2. И при трогании что на 1 что на 2 надо после выжима сцепления выждать несколько секунд, пока валы остановятся, и только после этого втыкать передачу. Все помнят грохот от грузовика перед троганием - это как раз валы не успели остановится и шестерни загремели. При переключении с 1 на 2 надо подгадывать обороты, на любых переключится не выйдет, надо ловить удобный момент для переключения. В синхронизаторах кроме самой зубчатой муфты есть еще дисковый тормоз, и при перемещении муфты этот тормоз сначала гасит взаимную скорость двух валов (собсно именно он и есть синхронизатор), а потом уже на выровненных скоростях  зуб входит в зацепление. И когда этот дисковый тормоз снашивается - и перестаю нормально включатся передачи.
На мото шестерни просто мелкие и достаточно легкие, потом там при включении не происходит существенных ударов, а между зубьями сделан увеличенный зазор (что у муфт что у шестерен) что бы с ходу легко влетало. Передачи на месте с заглушенным двигателем на всех мотор включаются через раз, иногда передачу невозможно включить не прокатив мотоцикл (провернув заднее колесо), и это норма абсолютно для всех современных мото. На заведенном - все щелкается легко, но только на заведенном.
И поэтому таки, ИМХО, фаски и затыловка на зубьях не служат для безударного переключения, это ошибка - это всего лишь заходная фаска, на которую нагрузки и не должно приходится. Она нужна просто что бы зуб в зуб  мог попасть при полностью неподвижных шестернях. Если включение происходит с небольшим проворотом - то без неё можно обойтись.
То, что написано в книгах 30..40 летней давности - переписано с книг еще старее, лет 50--70 назад написанных. Тогда не существовало современной техники и подход был совсем другим, но он не выдержал конкреции и сейчас но современной технике так давно не делают. Не, конечно можно делать по старинке, но тогда как вы собираетесь догнать и перегнать? 

ЗЫ люди давно пришли к тому, что поднимать износостойкость к удару торца шестерен - путь тупиковый, всеравно изнашивается, правильнее и эффективней исключить возможность удара вообще. И именно так давным давно проектируется техника.