доктор технических наук;
doctor of technical sciences;
кандидат технических наук;
candidate of technical sciences;
Современное состояние рынка машиностроительного производства таково, что различные модификации его продукции выпускаются единичными экземплярами. Это требует от производства, с одной стороны, сокращения сроков подготовки и выпуска новых изделий, но требует увеличения номенклатуры этих же изделий, а с другой стороны, экономически необходимо снижение трудоёмкости изготовления и стоимости при высоком качестве изготовления этих изделий. Рентабельность такого производства во многом определяется эффективностью применения компьютерного оборудования и программного обеспечения, которое позволяет виртуализировать конструкторские и технологические процессы, что в конечном счете позволит перенести все этапы подготовки производства нового изделия на математические и геометрические компьютерные модели выпускаемых изделий. Это позволяет оставить только один этап подготовки производства нового изделия — геометрический синтез с учетом конфигурации рабочего пространства. Ввиду сложности процессов зубопрофилирования и зацепления их точный расчет можно выполнить только на компьютере. Математическая модель зацепления, например, червячной пары, которая учитывает не только геометрические параметры, но и станочные возможности предприятия, дает возможность, не изготавливая передачу в металле, получить достоверную информацию обо всех особенностях работы передачи. Быстродействие современных ЭВМ позволяет за короткое время выбрать вариант, дающий наилучшее приближение к желаемым требованиям потребителя. Данная статья показывает пример применения метода геометрического компьютерного твердотельного моделирования технологического процесса формообразования червячной передачи как огибающей производящей поверхности модели инструмента. Работа алгоритма заключается во взаимном перемещении и вращении заготовки детали и инструмента. В результате взаимного пересечения поверхностей заготовки и инструмента образуются конечные формы поверхностей зубьев в виде точных компьютерных твердотельных моделей. В статье показан конечный результат компьютерного формообразования рабочей поверхности червяка. Описан один из этапов по определению зазоров между рабочими поверхностями червяка и червячного колеса. Один из вариантов интерактивного анализа компьютерной модели червячной пары — это применение метода секущих плоскостей для получения набора сечение. Взаимное пересечение плоскостей и рабочих поверхностей червяка и червячного колеса дает возможность определить координаты точек и по ним определить величины зазоров между рабочими поверхностями изделия.
The current state of the machine-building production market is such that various modifications of its products are produced by single specimens. This requires that production should, on the one hand, reduce the terms for preparation and production of new products along with increasing the same products’ nomenclature, and on the other hand, it is economically necessary to reduce these products’ factory labor hours and cost along with high quality of manufacturing thereof. Such production’s profitability depends largely on effectiveness of the use of computer equipment and software that will allow virtualization of design and technological processes, which in the final development will allow transfer all stages related to preparing for manufacturing of a new product to mathematical and geometric computer models of manufactured products. This permits to leave only one stage of preparing for manufacturing of a new product — geometric synthesis, taking into account the workspace configuration. Due to the complexity of processes for tooth-profiling and engagement, their exact calculation can be only performed by a computer. A mathematical model of engagement, for example, a worm pair, which takes into account not only geometric parameters, but also the enterprise’s machine capabilities, makes it possible, without manufacturing the worm pair in a metal, to obtain reliable information about all features of the worm pair operation. The modern computers’ processing speed allows in a short time to choose the option that gives the best approximation to consumer’s desired requirements. This paper shows an example for application of the method of geometric computer solid-state modeling for the technological process of worm gear shaping as an envelope of the tool model’s producing surface. The algorithm work consists in the mutual motion and rotation of a part blank and the tool. As a result of mutual intersection of the part blank and the tool surfaces, final shapes of tooth surfaces are formed as precise computer solid-state models. In this paper has been shown the final result for computer shaping of the worm’s working surface. One of the stages for determining the gaps between the working surfaces of the worm and the worm wheel has been described. One of variants for interactive analysis of the worm pair’s computer model is application of the cutting-plane method to obtain a set of sections. The mutual intersection of the worm and worm wheel’s planes and working surfaces makes it possible to determine points’ coordinates and thereon to define the gaps between the working surfaces of the product.
Зацепление в червячной передаче — это процесс взаимного качения друг по другу двух винтовых поверхностей: непрерывная однопараметрическая последовательность положений поверхностей зуба колеса и зуба червяка с взаимным касанием (теоретически по линии) [17; 18; 23; 25].