CC BY
39
УДК 621.833:621.9.04:004.94
В.Ю. Карачаровский, М.К. Решетников, С.А. Рязанов
ВИЗУАЛИЗАЦИОННАЯ ОЦЕНКА ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК
КОНТАКТИРУЮЩЕЙ ПОВЕРХНОСТИ В ЧЕРВЯЧНЫХ ПЕРЕДАЧАХ НА ОСНОВЕ ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДОВ 3D КОМПЬЮТЕРНОЙ ГРАФИКИ
На основе метода твердотельного моделирования процессов формообразования выполнено «виртуальное нарезание» колеса червячной передачи. Предложены методы предварительной оценки боковой поверхности зубьев червячного колеса на основе компьютерной визуализации их поверхности.
Червячная передача, технология изготовления, твердотельное моделирование, виртуальное нарезание, локализованный контакт, геометро-кинематические характеристики
V.Yu. Karacharovskiy, M.K. Reshetnikov, S.A. Ryazanov
EVALUATION OF GEOMETRIC IMAGING CHARACTERISTICS OF THE CONTACTING SURFACES IN WORM GEARS ON THE BASIS OF 3D COMPUTER GRAPHICS
METHODS APPLICATION
Based on the method of forming solid modeling processes performed "virtual cutting" of the worm gear wheel. The methods for preliminary evaluation of the tooth flanks of the worm wheel on the basis of computer imaging surface thereof.
Worm gear, manufacturing techniques, solid modeling, virtual cutting, localized contact, characteristic geometrical-kinematic
Червячные передачи обладают большим количеством достоинств: большое передаточное число при небольших размерах, бесшумностью в работе, возможностью самоторможения. Помимо достоинств, червячные передачи обладают и рядом недостатков - большое трение, перегрев, приводящий к заеданиям и заклиниваниям. Так же, червячные передачи склонны к возникновению кромочного контакта в зацеплении вследствие теоретически линейного характера соприкосновения поверхностей зубьев колеса и витков червяка. Определенную нечувствительность этих передач к неизбежным монтажным и технологическим погрешностям обеспечивает локализация контакта в зацеплении.
На этапе виртуального формообразования поверхности зубьев колеса можно оценить качество получаемой поверхности. Применение визуальной оценки поверхности зуба позволяет избежать длительных расчетов на уже некачественной модели червячного колеса.
Проведем визуальный анализ качества полученной поверхности зуба червячного колеса (рис. 1).
Существует несколько способов визуальной оценки характеристик поверхности.
Одним из способов является оценка непрерывности поверхности путем проецирования параллельных полос на твердотельную модель. Общеупотребительное название данного способа «анализ зебра» Данный анализ позволяет визуально оценить кривизну не только боковой поверхности зуба, но и кривизну впадины червячного колеса (рис. 2).
Анализ закрашенных областей показывает, что на боковой поверхности зуба существуют области где полосы выстраиваются в линии одного цвета, например область А, выстраиваются с небольшим смещением (область Б) и не выстраиваются в линию, например область В.
Это дает нам возможность судить, что в области А существует постепенный переход между плоскостями, которые являются отпечатками инструмента [5]. В области Б угол между отпечатками инструмента изменяется сильнее, а в области В явно виден резкий переход между отпечатками ре-
Машиностроение и машиноведение
жущего инструмента. Таким образом, полученная поверхность относится к поверхностям класса в0. Т.е. она является непрерывной, но и в то же время не является гладкой.
Рис. 2. Оценка поверхности зуба применением анализа «зебра»
Подтверждением этого является анализ средней кривизны боковой поверхности зуба (рис. 3).
Рис. 3 Оценка поверхности зуба применением анализа кривизны поверхности.
ЛИТЕРАТУРА
1. Карачаровский В.Ю. Моделирование на ЭВМ зацепления прецизионных червячных передач с локализованным контактом / В.Ю Карачаровский, К.М. Писманик// Сб. Теория и геометрия пространственных зацеплений: Тезисы докладов III Всесоюзного симпозиума. Курган, 1979, С. 55-56.
2. Wildhaber E. A new look at wormgear hobbing. American Machinist, 1954, June 21, p.149-152.
3. А.с. СССР № 633677 Способ изготовления червячной передачи с локализованным пятном контакта / К.М. Писманик, В.Ю., Карачаровский. Опубл. в Б.И., 1978, № 43.
4. Карачаровский В.Ю. Геометрическое моделирование формообразования пространственных поверхностей при винтовом относительном движении / В.Ю. Карачаровский, С.А. Рязанов // Проблемы геометрического моделирования в автоматизированном проектировании и производстве: 1-й Междунар. науч. конф. М.: МГИУ, 2008. С. 143-146.
5. Карачаровский В.Ю. Визуализационная оценка параметров локализованного контакта в червячных передачах на основе методов 3D компьютерной графики / В.Ю. Карачаровский, С.А. Рязанов // Вестник Саратовского государственного технического университета. 2011. №2 (56). Выпуск 2. С.73-77.
Карачаровский Владимир Юрьевич -
кандидат технических наук, доцент кафедры «Техническая механика и детали машин» Саратовского государственного технического университета имени Гагарина Ю.А.
Karacharovskiу Vladimir Yuriуevich -
Ph.D., Associate Professor Department of Technical Mechanics and Parts of Machines
Yuri Gagarin State Technical University of Saratov
Решетников Михаил Константинович -
доктор технических наук, заведующий кафедрой «Инженерная геометрия и промышленный дизайн» Саратовского государственного технического университета имени Гагарина Ю.А.
Reshetnikov Mihail Konstantinovich -
Dr. Sc.,
Head: Department of Engineering Geometry and Industrial Design
Yuri Gagarin State Technical University of Saratov
Рязанов Сергей Анатольевич -
заведующий лабораторией кафедры «Инженерная геометрия и промышленный дизайн» Саратовского государственного технического университета имени Гагарина Ю.А.
Rуazanov Sergey Anato^evich -
Laboratory Head of the Department of «Descriptive Geometry and Computer Graphics»,
Yuri Gagarin State Technical University of Saratov
Статья поступила в редакцию 10.04.14, принята к опубликованию 20.06.14
