大規格高精度螺旋錐齒輪加工技術的探究

金林

摘? 要：隨著科技的發展，規模巨大、精密度高的加工技術也受到人們的關注，傳統的齒輪制造工藝，應用范圍不廣，針對大型齒輪生產工藝存在缺陷等缺點，近幾年來，隨著重工業的快速發展，大規模螺旋錐齒輪需求逐漸增加。為了實現加工的精細化，因此文章研究了大規模螺旋錐齒輪的加工工藝。

關鍵詞：大規模;高精度;螺旋錐齒輪;加工技術;研究

中圖分類號：TG61? ? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）15-0110-02

Abstract： With the development of science and technology， large-scale and high-precision machining technologies have also drawn people's attention. Traditional gear manufacturing processes have not been widely used， and there are shortcomings such as defects in large-scale gear production processes. With the rapid development of heavy industry， the demand for large-scale spiral bevel gears has gradually increased. In order to realize the refinement of processing， this paper studies the processing technology of large-scale spiral bevel gears.

Keywords： large-scale; high accuracy; spiral bevel gear; processing technology; research

引言

螺旋錐齒輪是機械傳動領域在相交軸或交錯軸之間傳遞運動或動力的關鍵零件，傳動過程中輪齒哨合從一端向另一端逐漸過渡。與直齒錐齒輪和斜齒錐齒輪相比，螺旋錐齒輪具有許多良好的性能，如：重迭系數大，承載能力高，傳動平穩，噪聲小等。由于上述各方面的優點，螺旋錐齒輪被廣泛應用于鐵路機車、船舶、汽車、拖拉機、大型輸送機、掘進機、裝載機等各種各樣的機械產品中，并在很大程度上提高了這些產品的可靠性和使用壽命，取得了良好的經濟效益。

大規格螺旋錐齒輪有兩種齒制，一種是齒線為圓弧的圓弧齒錐齒輪，整個齒槽沿齒長方向齒高收縮的或等高，稱為齒制。齒制的錐齒輪熱后可以磨齒。另一種是齒線為延伸外擺線的擺線準漸開線錐齒輪，齒槽沿齒長方向齒高是等高的，稱為齒制。齒制的錐齒輪熱后可以刮齒。這兩種方法的最終精度都可以達到級以上。

在應用程度上，螺旋錐齒輪在國外廣泛應用，它是機器傳動過程中的好動力，在各個領域都有著不同的作用。由于承載能力強，適用于大型機械的承載過程，如汽車、鐵路、船舶等機械產品，具體意義上，大型齒輪具有一定的適用性，其直徑一般在700mm以上，對成品齒輪也有較高的要求，必須達到5級以上，這樣生產具有卓越性和普遍性。在國外，大型高精度螺旋齒輪是美國紐約一家機床制造企業首次提出的，制造企業主要用于汽車生產，這種模式主要是磨牙機，用于大型數控機床的管理。使用在以后的開發中，工廠改進了這一點，在齒輪的精度上進行了細化，在精密加工的基礎上進行了加熱，并以掛齒的方式打磨。

直徑大的大規格螺旋錐齒輪主要用于礦產、冶金、石油等行業的大型減速器，隨著中國重工業的快速發展，對大規格螺旋錐齒輪的需求量越來越大，目前，工業中使用的大尺寸螺旋錐齒輪大部分都是側中間件的程序化齒輪，但是側中間件必須用雙刀半，因為刀具和機床結構復雜，很難制造。目前只有德國公司才有具備Dr.Fration貝爾齒輪多軸數碼壓力機和切割機的制造技術，為了打破外國企業對大規格螺旋錐齒輪的壟斷，降低制造成本，本文提出了兩個解決方案，首先，側邊齒輪將設計改為修理的設計，計算簡單，調整方便，第二，利用數字控制車床的優勢，采取萬能軸聯動數字控制器螺旋齒輪機床直接加工設計側中間件的整體式剪切板，降低了成本，本論文圍繞圓弧等高齒錐齒輪與擺線一準漸開線錐齒輪兩種大規格螺旋錐齒輪的設計制造技術開展研究，根據筆者多年的從業經驗，對這種齒輪的研究有了新的認識。

1 加工技術

螺旋錐齒輪的加工原理：模擬輪是加工的齒輪，統一的卡盤是仿形車輪的牙齒，模擬輪結合斷裂的這一元素時，刀盤切掉了車輪的牙齒，如何將大輪和小車輪記性加工，使其加工后，計算是否正確的價值，是需要解決的主要問題。對此國內外許多專家學者進行了大量的研究，發表了許多論文和專業著作，特別是對收縮齒弧齒錐齒輪和準雙曲面齒輪，由于大輪和小輪被加工成一個平頂產形輪，所以需要計算它們的方向和曲率，對其接觸分析非常復雜，因此，適用于現實是很難得到理想的結果。隨著控制齒輪機床和磨削技術的普及，中國齒輪系統的加工方法迅速發展，它們都是采用擺線等高齒，計算簡單，接觸面積比收縮要好，研究結果顯示，小批量生產產品的加工中，特別是在規格螺旋錐齒輪的加工中，發現使用圓弧等高齒是理想的選擇。

等高齒錐齒輪的加工在理論上完全通用，所以理論上不用計算的發向量的方向和曲率，其復雜程度相當于軸值，簡單整理三個基本條件即可。在詳細討論這三個基本條件之前介紹了齒輪切割機的調整參數，這里介紹螺旋錐齒輪加工機床的基本結構，架子上有刀的位置稱為刀座，架子上有齒輪的位置稱為輪座，刀板設置在工具的傾斜體上，使刀的傾斜度的旋轉體安裝在偏心圓筒上，偏心圓筒安裝在振動臺上，刀的位置由下列參數確定。

像弧輪這樣高的齒輪也被稱為弧輪，從側面看，它表現出了扁平的齒輪形狀，其研發的原理是在揮桿弧線的基礎上，磨光高的牙齒，在工藝加工過程中，工廠一般是少量以生產方式根據齒輪的平面切割，以各個部分“接觸面積”為起點，將切割機與軸結合，實現對收縮齒輪的加工。從理論上看，大型高精度螺旋加工技術需要三個必要條件，分別是壓力各部的確認、螺旋角的確認和切削工具半徑的切削。它們是齒輪的基本結構，刀板半徑的角度上要注意安裝位置，刀板的安裝主要是以刀體的旋轉為基礎，斜線為側視圖刀的移動也是重要的部分，它是以偏心鼓為核心的并行裝置的技術方法，并且要特別注意刀的位置。這是以扇形旋轉臺為基礎，以移動部件箱為載體，根據軸線方向進行加工，刀盤的位置調整也很重要，每個刀削面都有一個平衡的斷面，斷面點的位置是承載加工齒輪機器的中心，制造廠應沿著床座椅軸線移動，將扇形以整體形狀安裝在滾輪上，安裝標準應根據一定參數在調整貝爾齒輪角度的情況下執行，該參數主要是機械式齒輪在銑床上獲得，我們使用設計的齒輪裝置，模擬并顯示所有齒輪在垂直狀態下的位置。

圓弧面輪廓加工技術是目前應用最廣的加工方法，應用性強，最大直徑達1800mm，可實現自動調節和開放式設計。根據該技術，齒輪分為三個軸，所有軸都是平行杠桿的滑動，弧輪的齒輪分為主軸和輔助軸，主軸采用旋轉式設置，在轉子上設置自動平衡裝置，保證車床連續運行時固定位置和綜合利用，輔助軸的安裝和設計圖非常巧妙，設計者將安裝節點為中心，將易于滑動的位置設為坐標系，節點上設置摩擦輪，這種工藝處理方法可以保證齒輪在運行過程中經常保持平衡，不損壞零件。我們采用自動控制的方式進行有序分配，注重加工程度，利用數字控制系統編制出程序，完成驅動器的有效使用。

2 技術改進

側齒輪和準雙面曲面齒輪的設計與弧形齒輪和準雙面曲面齒輪的設計相同，前者為齒線的弧度，后者的齒線為延長線的外線，其形成原理為擺動臺上有半徑固定地固定圓圓代表模擬輪，還有一個半徑一定的動圓，當動圓完全在固定圓上滾動時，刀盤的任意軌跡都是延伸的外線，加工弧齒錐齒輪和準雙曲面齒的刀盤被稱為單面刀盤。在內刀（或是外刀）上所有的刀都有相同的路徑，只在輪廓線上形成齒面。模型的齒輪上，彼此形成一個輪廓線。不同的側螺紋板和不同的軌道形成不同的齒形面，利用與該成型車相加工的牙膠加工所需的螺旋錐齒輪。在齒輪加工過程中，為了獲得各齒輪參數之間的關系，在車輪的頂部延長外線上標出各個參數。

根據所提供的數據計算出了四環形齒輪的設計，不同點是齒輪可以使用收縮值或使用較高的齒輪，而二維值則只能使用較高的齒輪。同時，以下三點與弧齒錐齒輪的設計不同。不同公司提出的不同齒輪傳動功能的弧輪設計主要是汽車齒輪的運動傳達，除了動力的傳達外，還要考慮運動的穩定性。也就是說，重疊系數必須大，所以推薦采用小模數多齒數的設計。本文所提示的側齒輪主要用于大型減速器中大型螺旋式齒輪的設計來傳遞動力，因此大型模式，建議使用小齒輪，這樣會有很好的彎曲強度，根據刀盤選擇范圍大的齒輪一般被加工成兩面法，加工效率較高，但這種加工方法在大圓環兩側折線中由于點的螺旋形角度不同，大車輪兩側的牙齒線。可能會異常收縮，因此要糾正齒輪的底部，特別是按高牙設計的弧輪，可以正常地收縮大車輪兩側的齒線。如果這樣加工，輪廓會自然收縮，兩邊側面齒中間點的螺旋角和刀盤的螺旋角相同，所以刀盤的選擇不好，像螺絲刀的齒輪一樣嚴格，推薦按表選擇刀盤半徑。按照它可以知道，綜上所述所舉的螺旋錐齒輪如果采用擺線準漸開線齒制，由中點法向模數可知刀盤半徑也可以選用。

3 結束語

隨著中國重工業的快速發展，礦產、冶金、石油等產業對大規格螺旋錐齒輪的需求越來越大。目前在我國使用的大規格螺旋錐齒輪大體上屬于側超高的值體系，但這一齒輪屬于雙刀頭。需要利用特殊裝置來加工專業發報機，刀具和車床只在德國公司生產，齒輪經過加熱后不磨碎，精密度較低，這些不足對我國大規格螺旋錐齒輪數字化生產產生了極為不利的影響。為了打破技術封鎖，縮小中國的齒輪產業和世界齒輪強國的差距，研究用大規格螺旋錐齒輪設計制作的關鍵技術具有重要的現實意義，對大規格螺旋錐齒輪的設計和制造技術等提出了較高要求，并采用了弧形設計的等高弧形齒輪的解決方案。與側齒輪相比，圓弧型齒輪具有計算簡單、調整方便的優點，還可以加工成國內統一的全刀半，加熱后磨齒也可以進行加工。可以提高齒輪的精密度。

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