Саратов, Саратовская область, Россия
Саратов, Саратовская область, Россия
ГРНТИ 50.07 Теоретические основы вычислительной техники
ББК 3297 Вычислительная техника
Существующие математические модели расчета зубчатых зацеплений достаточно сложны и не всегда дают возможность быстро и точно получить желаемый результат. Более простым способом для поиска подходящего варианта зубчатой передачи, удовлетворяющей поставленной задачи, является применение методов компьютерного моделирования и компьютерной графики, а в частности алгоритмов твердотельного моделирования. Применение методов геометрического моделирования для имитации процесса формообразования рабочей поверхности зубчатого зацепления основан на относительном движении взаимопересекающихся объектов в виде системы «заготовка – инструмент». Это позволяет получать необходимую геометрическую модель, точно воспроизводящую геометрическую конфигурацию поверхностей зубьев пространственных зубчатых передач с учетом технологических особенностей их производства на зуборезных станках. Эта информация позволяет выполнить на ЭВМ имитации управления движением режущего инструмента. В конечном счете, это сводится к проблеме аналитического описания и представления в ЭВМ кривых и поверхностей в трехмерном пространстве. В качестве зуборезных инструментов наиболее широкое применение находят дисковые и червячные модульные фрезы (шевера), зуборезные головки, долбяки и реечные инструменты. В настоящий момент отсутствуют компьютерные алгоритмы получения производящих поверхностей «долбяка», которые получены инструментом с модифицированной производящей поверхностью. Изменение геометрической формы производящей поверхности инструмента приведет к изменению его рабочих поверхностей, что может привести к улучшению их контакта. Данная статья показывает применение разработанных методов и алгоритмов геометрического и компьютерного моделирования, которые предназначены для формообразования рабочих поверхностей зуборезного инструмента «долбяк». Их применение приведет к ускорению процесса расчета промежуточных наладок станков, используемых для нарезания зубчатых передач, минуя сложные математические вычисления, что в условиях старения парка зуборезных станков, их износа и неизбежного снижения точности их кинематических цепей.
долбяк, твердотельная модель, зубчатое зацепление, компьютерное имитационное моделирование, зубообработка
1. Вейц, В. Л. Геометрия зацепления зубчатых передач : учебник / В. Л. Вейц, А. М. Волженская, Н. И. Колчин. – Л.: Машиностроение. 1978. – 136 с.
2. Волков, А. Э. Компьютерное моделирование процессов формообразования поверхностей резанием / А. Э. Волков // Конструкторско-технологическая информатика 2000 : сб. тр. IV междунар. конгресса: в 2 т. : – М. : «СТАНКИН», 2000. – Т. 1. – С. 122-126.
3. Гинзбург, Е. Г. Типовые технологические процессы изготовления зубчатых колес : учебник / Е. Г. Гинзбург, А. В. Шаманин; под ред. Н.И. Колчина. – М. : Лениградское отделение МАШГИЗА, 1958. – 130 с.
4. Гогаладзе, Р. В. Геометрические вопросы преобразований прикосновения для решения прикладных задач : метод. указания / Р. В. Гогаладзе, Р. Г. Кирия. – Тбилиси: Технический университет, 2009. – 57 с.
5. Калашников, С. Н. Зубчатые колеса и их изготовление : учебник / С. Н. Калашников, А. С. Калашников. – М. : Машиностроение, 1983. – 264 с.
6. Калашников, С. Н. Производство зубчатых колес: справочник / С. Н. Калашников, А. С. Калашников, Г. И. Коган [и др.].; под ред. Б.А. Тайца. – 3-е изд., перераб. и доп. – М. : Машиностроение, 1990. – 464 с.
7. Карачаровский, В.Ю. Визуализационная оценка геометрических характеристик контактирующей поверхности в червячных передачах на основе применения методов 3D компьютерной графики [Текст] / В.Ю. Карачаровский, М.К. Решетников, С.А. Рязанов // Вестник Саратовского государственного технического университета. — 2010. — № 4. — Вып. 1. — С. 55–60.
8. Карачаровский, В.Ю. Визуальная оценка параметров локализованного контакта в червячных передачах на основе применения методов 3D компьютерной графики [Текст] / В.Ю. Карачаровский, С.А. Рязанов // Вестник Саратовского государственного технического университета. — 2011. — № 2. — Вып. 2. — С. 73–77.
9. Карачаровский, В. Ю. Геометрическое моделирование и визуальная оценка винтовой поверхности зуба [Текст] / В. Ю. Карачаровский, М. К. Решетников, С. А. Рязанов // Проблемы графической подготовки студентов технических вузов в условиях современного компетентностного подхода к процессу обучения : сб. тр. междунар. науч.-метод. конф. – Дивноморское : ДГТУ, 2015. – С. 59-66.
10. Карачаровский, В.Ю. Геометрическое моделирование формообразования пространственных поверхностей при винтовом относительном движении [Текст] / В.Ю. Карачаровский, С.А. Рязанов // Проблемы геометрического моделирования в автоматизированном проектировании и производстве: 1-я Междунар. науч. конф. — М.: Изд-во МГИУ, 2008. — С. 143–146.
11. Карачаровский, В.Ю. Обобщенная модель твердотельного зуборезного инструмента с изменяемой кривизной производящей поверхности [Текст] / В.Ю. Карачаровский, С.А. Рязанов // Совершенствование подготовки учащихся и студентов в области графики, конструирования и стандартизации: межвуз. науч.-метод. сб. — Саратов: Изд-во СГТУ, 2010. — С. 152–156.
12. Карачаровский, В. Ю. Определение координат точек эвольвентной винтовой поверхности червячной передачи [Текст] / В. Ю. Карачаровский, М. К. Решетников, С. А. Рязанов // Проблемы графической подготовки студентов технических вузов в условиях современного компетентностного подхода к процессу обучения : сб. тр. междунар. науч.-метод. конф. – Дивноморское : ДГТУ, 2015. – С. 66-73.
13. Карачаровский, В.Ю. Применение методов компьютерной 3D графики и твердотельного моделирования при разработке технологических процессов зубонарезания [Текст] / В.Ю. Карачаровский, С.А. Рязанов // Вестник Саратовского государственного технического университета. — 2010. — № 4. — Вып. 1. — С. 55–60.
14. Карачаровский, В.Ю. Разработка цифровых технологий твердотельного моделирования процессов формообразования пространственных зубчатых передач для реализации на многокоординатных станках [Текст] / В.Ю. Карачаровский, С.А. Рязанов // Пятый Саратовский салон изобретений, инноваций и инвестиций: в 2 ч. — Саратов: Изд-во СГТУ, 2010. Ч. 1. — С. 150–151.
15. Решетников, М. К. Оценка параметров червячных передач на основе методов 3D компьютерной графики / М. К. Решетников, С. А. Рязанов // Геометрия и графика. – М. : ИНФРА-М, 2018. – Т. 6, №1. – С. 34-38. DOI: 10.12737/article_5ad0971a86af78.65167837.
16. Лашнев, С. И. Расчет и конструирование металлорежущих инструментов с применением ЭВМ : учебник / С. И. Лашнев. – М. : Машиностроение, 1975. – 392 с.
17. Лашнев, С. И. Формообразование зубчатых деталей реечными и червячными инструментами : учебник / С. И. Лашнев. – М. : Машиностроение, 1971. – 216 с.
18. Литвин, Ф. Л. Теория зубчатых зацеплений : учебник / Ф. Л. Литвин. – М. : Наука, 1968. – 584 с.
19. Лопато, Г. А. Конические и гипоидные передачи с круговыми зубьями. Справочное пособие / Г. А. Лопато, Н. Ф. Кабатов, М. Г. Сегаль. – М. : Машиностроение, 1977. – 423 с.
20. Мерчанский, Д. П. Зуборезное дело : учебник / Д. П. Мерчаниский. – Л. : Машиностроение, 1969. – 224 с.
21. Мильштейн, М. З. Нарезание зубчатых колес : учеб. пособие для подготовки рабочих / М. З. Мильштейн. – М. : Высш. школа, 1972. – 272 с.
22. Радзевич, С. П. Формообразование поверхностей деталей. Основы теории : монография / С. П. Радзевич. – Киев : Растан, 2001. – 592 с.
23. Романов, В. Ф. Расчеты зуборезных инструментов / В. Ф. Романов. – М. : Машиностроение, 1969. – 251 с.
24. Сандлер, А. И. Производство червячных передач / А.И. Сандлер, С. А. Лагутин, А. В. Верховский; под общ. ред. С. А. Лагутина. – М. : Машиностроение, 2008. – 272 с.
25. Сандлер, А. И. Теория и практика производства червячных передач общего вида: учеб.-практ. пос. / А. И. Сандлер, С. А. Лагутин, Е. А. Гудов; под ред. С. А. Лагутина. – М.: Инфра-Инженерия, 2016. – 346 с.
26. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ 2015616756 Российская Федерация, Геометрическое твердотельное моделирование зубчатых передач со скрещивающимися осями вращения / Карачаровский В. Ю. (RU), Решетников М. К. (RU), Рязанов С. А. (RU); заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО «Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А. (RU)». – № 2015613296; заявл. 23.04.2015; дата гос. регистрации в Реестре программ для ЭВМ 22.06.2015.
27. Справочник машиностроителя; гл. ред. тома Н. С. Ачеркан. – М. : Машгиз, 1955. – Т. 1. – 855 с.
