计算和选择交换齿轮的方法

1.变速交换齿轮的选择

滚齿机的传动路线如图10-6所示。

采用逆铣法，切削齿顶圆弧、开螺旋槽和切削蜗杆槽左右齿面。因为采用高速钢车刀车削45钢的蜗杆，按机床说明书，切削速度取为20～22m/s，蜗杆分度圆直径为50mm，所以，查机床使用说明书^[1]得到：变速交换齿轮A/B=28/32，A在轴Ⅱa（右侧轴），B在轴Ⅲ（左上侧轴），A′在轴Ⅱ（左下侧轴）。

2.分度交换齿轮的计算和选择

当加工齿数小于161的螺旋齿轮时，跨轮e=f=36，差动机构起作用：在差动轴Ⅳ上接上一大孔径的凸爪结合子M2，并在轴Ⅳ与结合子间套入铜套一件。轴Ⅳ和差速器的4个锥齿轮分别转动，通过差动交换齿轮传过来的运动被输入差速器。差动机构各轮的速度关系为

即轴Ⅲ按其转速的一半（即n₁/2）传给轴Ⅳ作为分度传动，而n₂/2传给轴Ⅳ作为差动传动。

按机床说明书图14选分度传动的交换齿轮：i_1d=40，K=z₁=1，Z=z₂=40，i_分度=48/40，a=48，b=--，c=--，d=40，式中“--”表示从齿轮a到惰轮，再从这个惰轮到齿轮d，惰轮的齿数无所谓。

3.进给交换齿轮的选择

为了得到较小的齿面粗糙度，按附录D附表5选取最小的进给量S_b=i_垂直=a₁/b₁=0.24mm。

4.差动交换齿轮的计算

（1）理论计算公式的推导

根据图10-6，先求工作台总的转速。由式（10-1）解得

n₂ =2n₃-n₁=2n_Ⅳ-n_Ⅲ （10-3）

从轴Ⅳ经过分度交换齿轮、垂直进给交换齿轮、差动交换齿轮到n₂的传动路线得

由式（10-3）和式（10-4）解得

由图10-6得到工作台总的转速为

无差动时工作台转速为

将式（10-5）代入式（10-6）得

图10-6 鞍山Y3150滚齿机传动路线图

由式（10-7）和式（10-8）得到差动机构带来工作台的附加转速为

(www.xing528.com)

由式（10-9）得到差动机构带来工作台的附加转角为

由图10-6得到丝杆的转速为

和工作台总的转速为

由式（10-11）和式（10-12）得

那么由图10-6和式（10-13）得到丝杆每转一圈对应的刀架垂直移动距离为

将式（10-8）代入式（10-14）得

由式（10-10）和式（10-15）得

由式（10-16）得

（2）具体计算差动交换齿轮

由式（10-17）中p_d=563和i_分度=48/40，得到试验中滚齿机的差动传动比理论值为

i_差动理论≈0.29682538 （10-18）

差动传动比实际值为

分配交换齿轮的方法：从交换齿轮箱中组合交换齿轮的方法，用程序实现很方便。为简便，交换齿轮可重复取，按传动比找到交换齿轮比误差最小值的组合，然后人工去除重复的交换齿轮取法；精度提高时可将得到的组合减少。

编制程序易得：主动轮齿数分别为34和55，从动轮分别为70和90。其组合可以为

差动交换齿轮比的误差为

|i_差动-i_差动理论|=2×10^-8 （10-21）

（3）差动交换齿轮的安装位置

按右旋工件、右旋滚刀查阅机床说明书图12中交换齿轮的位置：a₂=34，b₂=90，c₂=55，d₂=70，交换齿轮a₂安装在轴ⅩⅨ上，交换齿轮b₂和c₂安装在中间轴上、交换齿轮d₂安装在轴ⅩⅩ上，交换齿轮a₂与b₂外啮合一次，交换齿轮c₂和d₂外啮合一次。中间经过两次外啮合，即轴ⅩⅨ和轴ⅩⅩ的转向相同。