圆弧锥齿轮单刀切齿实例详解

圆弧锥齿轮如图5-63所示。圆弧锥齿轮基本参数与刀具见表5-5。

图5-63 圆弧锥齿轮

表5-5 圆弧锥齿轮基本参数与刀具

一、确定轮位

在铣床主轴孔中插一个Morse No.4锥体心轴，前端有孔（d=ϕ30mm）的轴套，在回转圆盘中心孔中插入一个ϕ30mm测量轴，升铣床工作台，使ϕ30mm轴插入到轴套中的ϕ30mm孔中，这样回转圆盘中心与冠轮中心重合。在分度头主轴孔装一个带Morse No.4锥柄的定位轴（安装加工齿轮毛坯），将分度头先扳起呈垂直状态，用高度尺测出高度F，然后将分度头扳成水平状态，即可计算和确定出水平轮位。

图5-64 确定轮位图

由于加工大轮的h₀可能存在负值，测量存在困难，因此在离冠轮中心线一定距离G设置一个测量轴，用T值代替h₀值来确定水平轮位。

图5-64中d为测量轴直径（ϕ30mm）；H=125mm（分度头中心高，F=375mm（实测）；E=F-H=375mm-125mm=250mm；设G=150mm。

1.水平轮位

小轮

大轮

2.角向轮位

小轮

大轮

二、确定刀位

1.小轮刀位

纵向刀位：H₁=R_m-r_dcosβ_m=83.1mm-76.6mm×cos35°=20.36mm

纵向工作台向左移动20.36mm。

横向刀位：V₁=-r_dsinβ_m=-76.6mm×cos35°=-43.34mm（左旋）

工作台向操作者前方向移动43.34mm。

2.大轮刀位

纵向刀位：H₂=20.36mm，纵向工作台向左移动20.36mm。

横向刀位：V₁=+43.34mm（右旋），工作台向铣床立柱方向移动43.34mm。

确定轮位还可以采用“样件法”，具体方法如图5-65所示。车一个“样件”，高度A等于被切齿轮的安装距，套装在分度头主轴孔中的安装定位轴上，在铣床主轴孔中安装一个带Morse No.4锥体的轴（ϕ30mm，前端铣去半面），在回转圆盘中心孔中装一个定位套孔（ϕ30mm），上升工作台使主轴中的半轴插入到回转圆盘中的定位套孔中，这样表示回转圆盘的中心与主轴中心重合，即被切齿轮的公转中心与冠轮中心重合，然后升降工作台下降，将分度头主轴扳起一个根锥角，移动工作台使分度头中的“样件”尖点对在半轴面上，即被切齿轮的节锥顶点与假想冠轮中心点重合，这样同时确定被切齿轮的角向轮位和水平轮位。

图5-65 用样件确定轮位与角向位

三、铣刀盘

D_H=6″-L（左切刀），刀号：，刀顶距：W₁=2.03mm。四、交换齿轮

假想冠轮：

取z_p=44。

大轮切齿交换齿轮：z₂=39

a=38，b=70，c=64，d=77。

小轮粗切齿交换齿轮：z₁=20

a=66，b=70，c=70，d=75（左旋加惰轮）。

小轮精切凸面交换齿轮

小轮精切凹面交换齿轮 (www.xing528.com)

其中

ΔN=N-N₀=75′-9′=66′

k₀=ΔNtanα/172cos²β_m=66′tan20°/172cos²35°=0.208

取，

取。

代入上式得

小轮精切凸面交换齿轮

a=48，b=58，c=64，d=76（左旋加惰轮）。

小轮精切凹面交换齿轮

a=68，b=65，c=76，d=75（左旋加惰轮）。

五、切齿

将齿轮z₂（或z₁）安装到分度头主轴中的定位轴上，用螺母压紧。开动铣床铣刀转动，其转动方向为反转即逆时针（左切刀）。

1.粗切

松开分度头中的分度盘的固定螺钉，逆时针摇回转圆盘手柄，回转圆盘带动分度头中的齿坯绕假想冠轮中心公转（逆时针），同时，经交换齿轮a、b、c、d的传动，工件进行自转（逆时针），这样即产生滚切运动。切齿刀将齿坯表面切出“刀痕”，将升降工作台刻度盘定在“0”位，同时核对牙齿的螺旋方向。

将齿坯离开切齿刀，上升工作台吃刀，吃刀量按全齿深的0.6～0.8倍计算，取a=0.7×7.55mm=5mm，摇回转圆盘手柄粗铣齿槽，铣刀齿即在齿坯上粗铣出一个齿槽。第一个齿槽切出后，稍降铣床工作台（1～2mm），然后顺时针摇手柄，使齿坯退出切削区，用固定螺钉将分度孔盘固定，拔出分度手柄上的插销，逆时针转动分度手柄，分齿，。以大轮为例：。升工作台铣第二个齿槽，如此循环将全部齿粗铣一遍，再上升工作台切到全齿深，进行第二次粗铣。

2.精切

由于选择的铣刀盘刀顶距比小端齿槽窄，粗切后齿厚留有加工余量。用齿轮卡尺测出大端节圆上的弦齿厚，与设计图样规定的齿厚差，即为齿厚的实际加工余量。通过转动分度头上的分度手柄使齿坯转动，进行切向进给将凸面和凹面的齿厚加工余量切除。因此要计算出分度手柄每转一个孔距，齿厚的减薄量是多少，根据齿厚余量再计算出分度手柄应转过多少孔距，达到设计齿厚公差要求。

图5-66 齿厚减薄量计算图

由图5-66可以列出下式

在△O_pAD中

AC=d_iptanγ/2

BC=ACcosβ_i=d_iptanγ/2cosβ_i

R_i=64.66mm，R_a=87.66mm，d=156mm，h_i2=5.31mm，β_i≈21°13′。

d_i=d-2h_isinβ_i=（156-2×5.31sin21°13′）mm=152.16mm

精切时选择分度盘孔为一圈66孔，分度手柄转一圈为90°=540′，当分度手柄转过1个孔距时，齿轮转过的度数γ=540′/66=8′

AC=d_iptanγ/2=112.23mm×tan4=0.13mm

BC=ACcosβ_i=0.13mm×cos21°13′=0.12mm

由此可知：在66个孔的分度盘中，每转过1个孔距时，齿厚可以减薄约0.12mm。

六、研齿

切齿后由于存在齿形误差，通过研齿可以消除齿形误差，提高啮合精度。通常铣齿后进行一次研齿可以消除大部分齿形误差，经热处理后还会产生一些变形，因此还应进行一次研磨，通过研磨可以扩大接触区面积，改善接触质量，减少噪声，使设备运行更加平稳。研齿时将小齿轮装到铣床主轴上，大齿轮装在分度头上，齿的大端面对齐，将分度头中的蜗杆与蜗轮分开，铣床主轴按40～50r/min带动大齿轮转动，用毛刷向齿间加研磨剂，研磨剂采用白刚玉粉，粒度F80～F100，白刚玉粉用干油加煤油调制成糊状。主轴转速不宜过高，否则会将研磨粉甩出来，起不到研磨剂的作用。热处理后的研磨选用粒度为F120以上的研磨粉进行精研。为了提高研磨效率，可在分度头尾轴上加一个配重轮，增加从动轮的制动性，增加研磨压力，提高研磨效率。