克林根貝爾格螺旋錐齒輪接觸區修正

盧佳

摘 要：克林根貝爾格螺旋錐齒輪在工業上的應用極為廣泛，尤其是在一些傳動設備中，克林根貝爾格螺旋錐齒輪更是發揮了重要的作用。在克林根貝爾格螺旋錐齒輪的使用過程中其具有傳動平穩、噪聲低、振動小能夠適應高速傳動要求等的特點，能夠承載較大的傳動力矩和實現較大的傳動比，是一種極為優良的傳動部件。在克林根貝爾格螺旋錐齒輪的制造過程中需要對輪齒的接觸區引起足夠的重視，本文將在分析克林根貝爾格螺旋錐齒輪接觸區特點及重要性的基礎上對如何做好克林根貝爾格螺旋錐齒輪接觸區的調整進行分析闡述。

關鍵詞：克林根貝爾格螺旋錐齒輪；接觸區；修正

中圖分類號：TH13 文獻標識碼：A

克林根貝爾格螺旋錐齒輪是我國廠在上世紀80年代所引進的前西德的制造設備與制造技術，從而使得我國進入了自己設計、制造克林根貝爾格螺旋錐齒輪的新階段。長期的螺旋錐齒輪生產過程中發現，螺旋錐齒輪接觸區非常重要。螺旋錐齒輪不是靠檢測齒輪精度，而是看接觸區是否滿足要求來確定一對錐齒輪是否為合格品。接觸區不良會導致齒輪傳動不平穩、有沖擊聲、噪音大甚至影響齒輪的使用壽命。針對克林根貝爾格螺旋錐齒輪生產過程中的接觸區超差問題我廠采用對滾機對滾、研磨等的方法來對克林根貝爾格螺旋錐齒輪的接觸區進行修正，但是采用此種方式需要對問題錐齒輪進行反復測試、修改，極大地影響了克林根貝爾格螺旋錐齒輪的生產效率。因此在克林根貝爾格螺旋錐齒輪的生產過程中急需一種方法來提高銑齒機對于錐齒輪接觸區的加工精度。

1.克林根貝爾格螺旋錐齒輪接觸區的特點及加工制造要求

接觸區主要指的是在兩個錐齒輪在嚙合時兩者之間實際相發生接觸的部分。不同齒制的螺旋錐齒輪對接觸區的要求各不相同，對于克林根貝爾格螺旋錐齒輪來說其接觸區的位置主要分布在凸凹面的中部，當錐齒輪輪齒承載后，其接觸區將沿著齒輪擴展延伸。克林根貝爾格螺旋錐齒輪受力前后其接觸區的變化如圖1所示。

通過對克林根貝爾格螺旋錐齒輪受載后接觸區發生的變化進行分析可以得出，克林根貝爾格螺旋錐齒輪接觸區對于錐齒輪嚙合的穩定性、平滑性以及使用壽命都有著極大的影響。為確保克林根貝爾格螺旋錐齒輪的生產質量需要在生產過程中完成對于輪齒齒部滲碳淬火后（HRC58-62）對于熱處理過程中所導致的錐齒輪輪齒表面的輕微變形進行刮削和必要的接觸區修正，提高錐齒輪的生產質量。

在克林根貝爾格螺旋錐齒輪的生產過程中，為確保錐齒輪的加工質量需要確保具有高精度的加工設備、合理的生產工藝等。此外在此類錐齒輪的設計過程中對于齒輪副中的兩個齒輪的輪齒數需要避免設計為5的倍數，這是由于在螺旋錐齒輪的加工過程中其內刀盤、外刀盤的設計是5個刀頭的，當輪齒數設計為5的倍數時將會導致輪齒加工時所產生的累積誤差無法消除，從而導致錐齒輪的輪齒加工誤差較大，其示意圖如圖2所示。

根據我廠對于克林根貝爾格螺旋齒輪的加工實踐表明，在齒輪的加工過程中總會存在一定的誤差，因此需要對加工完成的錐齒輪接觸區進行必要的修正以確保其加工質量。

2.克林根貝爾格螺旋齒輪接觸區修正原理及修正注意要點

2.1 克林根貝爾格螺旋齒輪接觸區修正的原理分析

克林根貝爾格螺旋齒輪在加工時為對接觸區進行修正需要采用雙層刀盤的結構，對于這兩個刀盤通過對其進行偏心安裝從而使得刀盤中的銑刀片在不同的節圓半徑上排列，這就使得切削完成后的錐齒輪輪齒中的凸齒面比其凹齒面的曲率更高，同時使凸齒面產生一個鼓形。在螺旋齒輪輪齒表面形成凸齒面的鼓形當兩個齒輪嚙合時，在其嚙合齒面上產生接觸區，接觸區的大小由鼓形量來控制，也就是由刀盤的偏心度來控制。輪齒表面所需要的鼓形增量的大小受到諸多因素的影響，比如說錐齒輪的模數m、齒寬B、螺旋角角度等因素。在對克林根貝爾格螺旋齒輪輪齒進行了試切后，如測試認為接觸區的參數與預期不符，則可以通過與上述方式相一致的方法來對克林根貝爾格螺旋齒輪繼續進行加工，以便對克林根貝爾格螺旋齒輪輪齒的接觸區進行修正。對于錐齒輪輪齒表面的凹齒面和凸齒面印痕在齒的中部情況，齒頂、齒根完全脫開，當接觸區處于這一分布情況時其在受載的情況下外界作用與輪齒的作用力將會導致接觸區沿著輪齒的齒長和齒高兩個方向進行延伸。在對克林根貝爾格螺旋齒輪輪齒的接觸區進行修正時，需要確保機床的加工精度是可靠的，同時需要對所需修正的參數進行詳細、準確地測定，以確保錐齒輪修正的準確性。

在克林根貝爾格螺旋齒輪輪齒接觸區修正可以通過改變以下參數來實現：（1）機床距安裝定角的改變；（2）刀盤裝定角的改變；（3）安裝錐角的改變；（4）偏心距的改變；（5）刀具壓力角的改變；采用何種參數以實際情況為準。

當錐齒輪副中的凸齒面接觸區位置正確，凹齒面的接觸區偏差無法正確嚙合時，可以通過改變刀盤裝定角方式加以實現。當錐齒輪的接觸區呈對角分布時，可以通過改變機床距裝定角或是改變刀盤裝定角的方式加以實現。對于錐齒輪凸凹齒面接觸區不在輪齒中間的情況時，可以通過在小齒輪上同時改變機床距裝定角=和刀盤裝定角的修正方式或是在共軛的一對輪上分別增大或減小刀盤裝定角來加以實現。對于接觸區位置尚可，但齒頂與齒根在嚙合的過程中無法完全脫開，從而造成齒輪磨損加劇并伴隨有刺耳噪聲的問題修正時，可以采用以下四種方法：①安裝錐角δE比切齒單的數據增大0.15°～0.2°；②改變展成深度Tw值（增大或減小）；③改變小齒輪的安裝距；④采用楔形墊片，改變刀具的壓力角等的方式。

結語

克林根貝爾格螺旋齒輪接觸區加工時錐齒輪加工的重點也是難點，本文在分析錐齒輪加工誤差的基礎上對接觸區的修正方法進行了分析闡述。

參考文獻

[1].楊麗，高玲.克林根貝爾格螺旋錐齒輪接觸區修正[J].現代物業旬刊，2011（4）：93-95.

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