小螺旋角β=0°5′漸開(kāi)線花鍵的加工

尤偉誠(chéng)

摘 要：花鍵聯(lián)接多用于傳遞扭矩，其中漸開(kāi)線花鍵應(yīng)用日趨廣泛。這是由于漸開(kāi)線花鍵有許多優(yōu)點(diǎn)，如齒數(shù)多、齒端，齒根部厚，承載能力強(qiáng)，易自動(dòng)定心，安裝精度高。帶有螺旋角的漸開(kāi)線花鍵在使用過(guò)程中可以產(chǎn)生一定的軸向力，主要用于汽車行業(yè)，螺旋角一般在花鍵銑或滾齒機(jī)通過(guò)差動(dòng)進(jìn)行加工。但螺旋角極小的外花鍵加工超出了機(jī)床差動(dòng)掛輪選取，只能另辟蹊徑。

關(guān)鍵詞：漸開(kāi)線花鍵；小螺旋角；差動(dòng)掛輪比值；漸開(kāi)線花鍵加工

漸開(kāi)線花鍵應(yīng)用日趨廣泛。這是由于漸開(kāi)線花鍵有許多優(yōu)點(diǎn)，如齒數(shù)多、齒端，齒根部厚，承載能力強(qiáng)，易自動(dòng)定心，安裝精度高。相同外形尺寸下花鍵小徑大，有利于增加軸的剛度。目前外花鍵主要采用花鍵銑削加工，精度較高或有螺旋角要求的鍵齒也采用滾齒機(jī)加工，如汽車變速器輸入軸花鍵和重型卡車后橋減速器主動(dòng)錐齒輪花鍵（見(jiàn)圖1）

1 小螺旋角外花鍵的加工困惑

筆者假期去常州一家生產(chǎn)齒輪專業(yè)廠家實(shí)習(xí)，該廠技術(shù)部接受了一項(xiàng)新品試制任務(wù)，其中花鍵軸由我實(shí)習(xí)的車間負(fù)責(zé)加工。該軸加工要求如下：

例：模數(shù)：m=2.5 齒數(shù)：z=13 壓力角：α=30°

齒頂高系數(shù)：ha*=0.8 間隙系數(shù)：c*=0.3

其中齒向要求=0.17～0.25 旋向：右旋

齒厚：S=3.85 導(dǎo)程：L=129.5 齒形誤差：=0.03

從提供的圖樣上看，齒向要求0.17～0.25，實(shí)際上是加工一微小螺旋角的斜齒花鍵軸，其螺旋角

（在這里我們?nèi)↓X向中差0.21）。

一般情況下斜齒加工要通過(guò)聯(lián)結(jié)差動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)，在滾齒機(jī)，萬(wàn)能花鍵銑，車齒機(jī)上加工，它們差動(dòng)掛輪的比值為：

顯然上述機(jī)床的差動(dòng)掛輪比值都超出了機(jī)床的范圍，掛輪無(wú)法搭配。

2 小螺旋角外花鍵的加工解決思路

這時(shí)車間技術(shù)部門大膽創(chuàng)新，我也有幸加入其中，方案就是在y631k普通花鍵銑床加工，在加工過(guò)程中，使工件的軸心線與刀具切削刃中心線始終成一角度，則工件上得到的軌跡為斜齒（見(jiàn)圖2）。

3 小螺旋角外花鍵的加工具體步驟

但是，事情的進(jìn)展總是在曲折中前進(jìn)的，經(jīng)過(guò)反復(fù)加工及檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)在實(shí)際加工過(guò)程中銑齒刀刀刃中心線相對(duì)工件軸心線產(chǎn)生位移，向上偏移了0.21，如果在A處的齒形是標(biāo)準(zhǔn)的（即A處刀對(duì)中）其余各處隨工件軸心線的偏差增大，齒形不對(duì)稱度增大，即齒形誤差增大；同理在B處的齒形是標(biāo)準(zhǔn)的（即B處刀對(duì)中）其余各處隨工件軸心線的偏差增大，齒形不對(duì)稱度增大，即齒形誤差增大；所以我們選擇O處對(duì)中，工件軸心A點(diǎn)下移0.105，B點(diǎn)上移0.105（見(jiàn)圖3）。

4 小螺旋角外花鍵的加工理論分析

分析如下：

圖4中假設(shè)點(diǎn)C以點(diǎn)B為圓心旋轉(zhuǎn)一角度到C′，同時(shí)點(diǎn)D也以點(diǎn)B為圓心旋轉(zhuǎn)一相同角度得到D′。

足要求，由公式將代入得，也就是說(shuō)O處刀對(duì)中，在滿足齒形誤差要求0.03的前提下，齒向誤差必須控制在0.17～0.23范圍內(nèi)，在進(jìn)刀量一定的情況下M值（跨棒距）從O點(diǎn)（見(jiàn)圖5）到B點(diǎn)也是不斷變化增大趨勢(shì)，如果O處為標(biāo)準(zhǔn)跨棒距

通過(guò)上述計(jì)算可知漸開(kāi)線花鍵滾刀必須從O點(diǎn)對(duì)中，齒向，齒形，M值才能都滿足技術(shù)要求，實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)加工后的產(chǎn)品進(jìn)行了檢測(cè)，完全滿足圖紙要求，得到了用戶的好評(píng)同時(shí)也為為企業(yè)贏得了聲譽(yù)。

5 結(jié)論

漸開(kāi)線花鍵的參數(shù)形式多樣，加工方法也具有多樣性，但為了節(jié)約成本，提高工效，應(yīng)該因地制宜，雖然有時(shí)會(huì)碰到困難，但只要用于創(chuàng)新，細(xì)致分析，困難就會(huì)迎刃而解，本例中，雖然小螺旋角的漸開(kāi)線花鍵，差動(dòng)機(jī)構(gòu)已不能滿足加工要求，但通過(guò)技術(shù)人員的大膽創(chuàng)新及精密的理論計(jì)算進(jìn)行技術(shù)支撐，使原本不可能的工作變成了可能，所以在機(jī)械加工中，提倡創(chuàng)新，降本增效，使傳統(tǒng)的行業(yè)煥發(fā)活力！

參考文獻(xiàn)

[1]王先逵.機(jī)械制造工藝學(xué)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2013.

[2]中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì).漸開(kāi)線花鍵標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用手冊(cè)[M].中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，1997.

[3]成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2008.

（作者單位：常州開(kāi)放大學(xué)）