圓柱齒輪測繪的方法研究與實踐

孫鵬

齒輪在機械傳動及整個機械領域中應用廣泛。齒輪一般成對更換使用，但是優于特殊情況也不得不進行測繪加工，而測繪的目的是根據實物確定制造時所需要的尺寸和參數，同時也可以根據齒輪嚙合的規律計算出齒輪的參數進行驗算。本文通過生產實例研究圓柱齒輪的測繪和計算，進一步學習和了解圓柱齒輪的測繪方法、計算過程和驗算辦法。

背景：某公司購置一臺日本MAKINO牧野二手銑床，該銑床所有電機均被拆卸掉，經現場檢查該銑床主軸齒輪丟失，設備存在一個齒輪不能確定與哪個軸上的齒輪嚙合，現需要對該設備進行維修和數控改造，擺在面前的難題主要是確定已知齒輪嚙合位置及根據主軸已知齒輪及安裝位置設計加工與之齒合的齒輪。

分析：首先要對設備進行檢查，測繪主軸缺失齒輪與之嚙合齒輪的主要參數，其次對不確定位置的齒輪進行測繪和驗算。通過測繪已知的齒輪，找出原設計數據，主要有模數m、刀具齒形角a、外徑等，這些參數有些可以直接測量，而有些需要進行計算確定，并且不同國家、不同工廠采取的嚙合制不一樣參數也不一樣，所以測繪和計算是一個比較復雜的工作，特別是缺失另一個配件或者是磨損嚴重的，對測繪工作就更加困難，進而會影響加工后的齒輪的嚙合以及傳動精度。存在的主要難點：是確定齒輪是公制還是英制。那么公制齒輪與英制齒輪主要有什么區別呢，經查閱機械設計手冊主要存在以下區別：

1.公制齒輪用模數表示齒形大小，英制齒輪用徑節表示。

2.標準公制齒輪壓力角為20度，標準英制齒輪壓力角為15度。

3.公制齒輪齒形顯得較為矮胖，英制齒輪齒形顯得較為高瘦。

解決方案：首先確定齒輪是公制還是英制齒輪，通過用齒形卡板、滾刀試滾等方法確定，經測量已知齒輪屬于公制齒輪。

再測量其他參數并根據公式進行計算和驗證：

首先查閱機械加工手冊

對齒輪齒數，齒頂圓直徑，兩個齒輪嚙合之間的中心距進行初步測量。獲得以下數據：

1、已知齒輪1齒數為48，齒頂圓直徑d=125mm，齒輪1與齒輪2之間的中心距為a=97.5mm，根據以上信息求齒輪2的各項參數。

解：根據題意，兩個嚙合的齒輪模數相同，根據模數公式

得即齒輪2的齒數為30

齒頂圓直徑da=（z+2）m=（30+2）x2.5=80mm

經測量齒輪2，齒數為30，齒頂圓直徑為79.8mm，驗證符合1

2、已知齒輪1齒數為39，齒頂圓直徑為123.5mm，齒輪1距離頂端距離為85mm，120mm孔距離頂端距離為195mm，齒輪2通過孔與齒輪1嚙合，現求齒輪2的各項參數。

按照計算參數設計齒輪2并加工，安裝調試后齒輪嚙合正常，運行平穩，設備能夠正常使用。

結語：本文通過生產實際，研究解決問題進一步學習了齒輪的測繪方法和技巧，當然測繪齒輪屬于標準的齒輪，未涉及變位和斜齒輪，相對減輕了設計困難和加工難度。