簡(jiǎn)述人字齒輪的展成加工方法

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1、簡(jiǎn)述人字齒輪的展成加工方法——辰非塵引言近期，加工車(chē)間接到一個(gè)任務(wù)，要求在同一齒輪軸體上加工左右旋向不同的兩齒輪，統(tǒng)稱人字齒輪。人字齒輪，是一種圓柱齒輪，在某一部分齒寬上為右旋齒，而在另一部分齒寬上為左旋齒。人字齒輪的在英文中譯為double-helicalgear。人字齒輪具有承載能力高、傳動(dòng)平穩(wěn)和軸向載荷小等優(yōu)點(diǎn)，在重型機(jī)械的傳動(dòng)系統(tǒng)中有廣泛的應(yīng)用。人字齒輪軸根據(jù)需要可將兩側(cè)分體制造，然后組合在一起；或雖將兩側(cè)做成一體，但在兩側(cè)有效齒面之間留下必要的越程槽；或者采用插齒加工方法，但也需要將兩側(cè)齒面斷開(kāi)。相對(duì)

2、普通齒輪的加工來(lái)說(shuō)，人字齒的加工工藝較為復(fù)雜、難度較高，常用的加工方法一般是使用指形齒輪銑刀來(lái)加工。在此，筆者簡(jiǎn)單介紹一下我車(chē)間所采用的展成加工法。關(guān)鍵詞：人字齒輪加工展成法滾齒第7頁(yè)共7頁(yè)一、人字齒輪的加工要點(diǎn)人字齒輪左、右旋向螺旋線的交點(diǎn)可構(gòu)成許多個(gè)平面，通常情況下將對(duì)稱于齒輪端面的平面稱為人字中心平面。受減速機(jī)結(jié)構(gòu)的限制及為滿足齒輪正常嚙合傳動(dòng)的條件，人字齒輪軸在裝配時(shí)必須擺好其位置，人字中心平面的位置誤差必須控制在裝配調(diào)整量所允許的范圍之內(nèi)。二、工藝分析由人字齒輪的裝配要點(diǎn)可知加工人字齒輪的最大難度在于

3、控制人字中心平面的位置，本文主要從使用展成法來(lái)探討人字齒輪的滾切加工方法。本文將以如圖1所示的普通人字齒輪軸為例簡(jiǎn)單講述人字齒輪的加工方法。該人字齒輪軸的嚙合特性如下表所示：1法向模數(shù)mn=106螺旋角β=25°50'31"2齒數(shù)Z=277螺旋方向3壓力角a=20°8精度等級(jí)第7頁(yè)共7頁(yè)4齒頂高系數(shù)ha*=19公法線長(zhǎng)度Wk=5變位系數(shù)x10公法線跨齒數(shù)4滾齒前先用車(chē)床將工件加工成如圖2所示齒輪軸圖，因篇幅所限，車(chē)工部分加工方法就不一一列出，本文主要講述齒輪加工。1、加工思路本文中控制人字中心平面位置公差的主要

4、方法是先將一側(cè)齒形加工后由劃線將齒頂螺旋線引至另一側(cè)齒坯外圓，盡可能的減少人字中心平面位置的偏轉(zhuǎn)誤差，可按如下加工路線進(jìn)行加工：滾切一側(cè)齒輪→鉗工劃線→滾切另一側(cè)齒輪，具體方法如下所述：2、設(shè)備和工具的選擇由于加工設(shè)備受到一定的限制，在此本文加工設(shè)備使用的是武漢重型機(jī)床廠出廠的Y320型滾齒機(jī)，滾刀則根據(jù)圖紙要求采用m10，a20°，γ4°40'的右旋單頭高速鋼標(biāo)準(zhǔn)滾刀來(lái)進(jìn)行加工。3、分齒掛輪的計(jì)算由分齒掛輪計(jì)算式：=（其中K——滾刀頭數(shù)Z——齒數(shù)）Y320的分齒定數(shù)為20或40，在此根據(jù)本例第7頁(yè)共7頁(yè)人字齒

5、參數(shù)確定取20，則得==也就是說(shuō)要用到的四個(gè)齒輪齒數(shù)分別為a=40，b=30，c=50，d=90；將abcd四個(gè)齒輪分別安裝在齒輪架則完成分齒掛輪。值得注意的分齒掛輪時(shí)，刀具與工件旋向相同時(shí)不用加介輪，本例選擇先加工左旋部分，刀具與工件旋向不同，則分齒掛輪需再加一介輪。4、差動(dòng)掛輪的計(jì)算差動(dòng)掛輪的計(jì)算公式則是i==（其中β——工件螺旋角——法向模數(shù)K——滾刀頭數(shù)）因Y320型滾齒機(jī)差動(dòng)定數(shù)為15，所以在此則有：i===0.6538351167由比值掛輪表可查出當(dāng)i=0.6538351167時(shí)，得=89，=41，

6、=25，=83，此時(shí)誤差值為×－0.6538351167=0.000000264＜0.00001誤差值在允許范圍內(nèi)，則差動(dòng)掛輪為×。5、滾刀的安裝及工件的夾裝校正本文中先選擇加工人字齒輪的左旋部分，根據(jù)滾刀旋向、螺旋升角及人字齒螺旋角可確定滾刀的安裝示意圖如下圖3所示，滾刀傾角為β+γ=25°50'31"+4°40'=30°30'31"。工件則采用夾頭來(lái)進(jìn)行夾裝，如圖4所示。工件使用千分表來(lái)校正，精度要控制在0.05mm以內(nèi)。夾裝校正的要點(diǎn)：①定位基準(zhǔn)要精確可靠。②第7頁(yè)共7頁(yè)齒坯軸心線與工作臺(tái)的旋轉(zhuǎn)軸線重合。

7、③支承端面應(yīng)與工作臺(tái)的旋轉(zhuǎn)軸線垂直。④齒坯的支承表面與切削力著力點(diǎn)之間的距離盡可能小。⑤要有足夠的剛性和夾緊力，保證在裝夾工作時(shí)不致變形和在加工過(guò)程中不產(chǎn)生振動(dòng)。6、走刀次數(shù)及進(jìn)給量的選擇本例人字齒輪材料為40Cr，從保證工件質(zhì)量和合理滾刀壽命的前提下，本次齒輪加工采用3次走刀來(lái)進(jìn)行加工。第一次走刀吃刀量取為1.2m，第二次取為0.7m，第三次約取為0.3m。通常情況下，為提高齒輪的精度，保證齒形的尺寸，第三次進(jìn)刀時(shí)應(yīng)測(cè)量一次公法線長(zhǎng)度W/k，由公法線長(zhǎng)度來(lái)確定第三次的進(jìn)刀量，則第三次進(jìn)刀量△L=1.46×(W

8、/k—Wk)。進(jìn)給量則根據(jù)取進(jìn)給量表選取工作臺(tái)每轉(zhuǎn)滾刀垂直方向進(jìn)給量為0.38mm，此時(shí)進(jìn)給齒輪掛輪為×，手柄位置為B，檔位為Ⅰ檔。7、鉗工劃線本例中，加工完左旋齒輪后，將工件卸下交予劃線工根據(jù)圖樣和技術(shù)要求將左旋齒輪齒頂螺旋線引至另一側(cè)右旋齒輪齒坯外圓，在齒坯上用劃線工具畫(huà)出加工界線，在此應(yīng)當(dāng)注意，第7頁(yè)共7頁(yè)跟其它工件劃線要求不同，齒輪的人字中心平面基本上由劃線確定，因此対劃線的基