2024-02-14 03:30
不同方法加工的蜗轮齿形特征不同方法加工的蜗轮齿形特征机修厂沈发刚蜗轮,一般都是在滚齿机上用蜗轮滚刀滚切而成,或者用可以切向走的飞刀展成加工.在机修行业,由于产品繁杂,被加工蜗轮的参数变化频繁,加上非标情况很多,往往要受到设备,刀具等条件的制约而需要在立铣或万能铣床上解决蜗轮的加工问题.其方法有用展成法,也有用成形法.展成法当中,又分连续自动分齿手动展成展成法加工的蜗轮,有的尽管比较粗-‰都能满足一般的使用要求,唯成形加工得到的蜗轮,无论齿形或齿向都有极大的误差而不能与蜗秆啮合.下面,对不同方法加工的蜗轮齿形特征做一粗略的分析.,滚切法加工的蜗轮齿形特征在滚齿机上用滚刀滚切加工蜗轮.是完全的展成加工滚刀与被加工蜗轮的相对运动关系完合符合蜗杆与蜗轮的相对运动关系,所以滚切法加工的蜗轮形是正确的齿形.为了正确分析和选择其他加工方法,必须对正确蜗轮齿形特征做一较全面的分析.1.1齿向特征蜗轮与蜗杆正确啮合,首先要有与之相吻合的齿向,而蜗轮的齿向形状是十分独特构,主要表现在两个方面.1.1.1蜗轮的螺旋线性,这一特性是由蜗轮与蜗杆的相对运动关系所决定的.蜗轮绕自身韵轴线旋转,基本形体为一圆柱体.蜗杆也绕自身的轴线旋转.訾蜗杆上某点运动在蜗轮圆柱傩的范圉稠它在蜗轮圆柱体内留下的轨述是一空间曲线.这一空问曲线是由蜗杆上某点的圆弧运动与蜗轮自身旋转运动合成的.所以,它具有蜗轮圆柱体螺旋线蜗杆的螺旋线性.蜗轮与蜗杆咬台时,蜗轮的齿槽要包容蜗杆的部份齿形.蜗杆齿同是沿蜗杆圆柱体螺旋线方向分布的.所以,蜗轮齿向必然具有蜗杆螺旋线的某些特性.可见,蜗轮的齿向是蜗轮和蜗杆二者的螺旋线的合成方向,这一特性不防叫做蜗轮齿向的二重性.1.z齿形沿齿向曲变化债况齿形是由啮音关系决定的,啮合关系只有在啮合平砸内才能反映出来.现在就一对正确啮合的标准右旋蜗轮付来分析蜗轮的齿彤特征.我们知道,蜗轮传动过程中,蜗杆的转动相当于齿条沿其轴向移动,蜗轮的转动相当于齿轮与上述齿条啮台轮齿上各点的啮台平面就是该点的旋转平面,如图l—a的,1,2,3……平面.各点的啮合平面垂直于蜗轮的轴线,平行与主平面.主平面就是通过蜗杆轴线并重直于蜗轮轴线的平面.它也是一个啮合乎面.是蜗轮蜗杆几个不同剖面的齿形变化情况.?68?剖面,即主平面.在该剖面内,蜗杆的齿形是标准的齿条齿形,即齿形角为2O.的直线齿形,蜗轮的齿形则是标准的渐开线齿形,如图fb^简化分析,把蜗轮的齿向看成是沿蜗杆的螺醢线方向(严格地讲,是梧蜗轮蜗轩二者螺旋线的合成方向).在该剖面内将出现如下螭轮蜗杆齿形在不同剖面上的变化1.2.1啮合位置比主平面向节圆外移动了一个X距离,齿条中线由N—N位置,这就相当于发生了正变位,其变位系数应为;l=—Lm8一蜗轮的端面模数lS越靠近蜗轮端面,这种变位系数越大,当变位系数小于齿根高系数f.时,随着增加,齿形变化趋势是齿顶变尖,齿根变靶.当变位系数达到或超过f.时,随着}的增加,齿根则不再增肥,齿顶继续变尖.只按标准规范设计的蜗轮,轱缘宽B=0.75Del,其端面齿形变位系数为:一,/0o437面.一2~25q一25其中:q一一蜗杆特性系数De.一蜗杆齿顶圆直径对圆柱蜗杆,q:8一l4,则:}=2.6—3.4,按照变位齿轮齿顶变尖的规律,以齿数Z:30的中等情况而论.变位系数到1.6齿预就已完全变尖,即S平面再向端部移动,变位系数l1.6以后,?64该平面内的齿顶圊就不可能再增大.这也就是设计规范中,蜗轮外圆直径规定为Dwt=De4-(1—2)ms而不是更大的原因.式中De.为蜗轮齿顶圊直径.1.2.2由于B—B剖面不通过蜗杆轴线,它截蜗杆所得到的齿条齿形和A—A剖面相比较,在齿顶和齿根等相应部位齿厚不变,但齿高明显增大,齿形角变小,且齿廓由直线变为曲线.与之啮合的蜗轮齿高也相应地增大,齿廓为了与上述齿条齿形保持啮合关系商趋向平直.1.2.3由于螺旋角的缘故,该平面的蝇杆齿形上各点与主平面齿形上的对应点产生了轴向位移,其位移量为arcSin—旦一360剖面齿形上的点相对于主平厢齿形上点的轴商移位移量一一B—B剖面到主平面A—A的距离一一B—B剖面齿形上的点到蜗杆中心二成形法加工的蜗轮齿形特征所谓成形加工,就是在铣床上用略大于蜗杆直径的齿轮片状铣刀,通过扳度使刀具旋转平面与蜗轮轴线成B角来代替蜗轮螺旋角,采用径向进刀实现齿槽深度,单齿分度加工而成.为简化分析,略去法向模数与端面模数的差异.2.1成形加工的蜗轮齿槽走向完全是由刀刃的运动轨迹决定的.刀刃的运动是与蜗轮轴角的平面圆周运动,由它形成的齿向是一平面圆弧.整个齿槽是一以刀刃形状为母线的回转面的一部份.显然,它既无蜗轮的螺旋线性,又无蜗杆的螺旋线并非螺旋角,它只是刀具旋转平面与蜗轮轴线的交角,仅在蜗轮的主平面出置得到反映,其他位置得不到反映2.2齿形.齿槽即是一回转面,则槽形沿盥向是一致的,这样,在主平面以外的啮台平面内,周节的增大只能导致齿厚的增加,且齿顶和齿根的厚度增加趋势沿齿向是基本一致的.将齿顶和齿根曲面展开得图4.显然,从主平面向端面的齿形变化是齿顶和齿根越来越肥}由于日角的原因,齿高却呈降低趋势.成形加工的蜗轮齿顶面齿根而展?66?另外,成形加工是片状铣刀与蜗辁辅线角切入蝇轮圆柱体,除主平面以外其高度方向相对于径向也是歪斜的,但恰恰与正确的蜗轮齿形歪斜方向柏反,倒向顺时针方向(图5).情况成形加工的蜗轮端面齿形歪斜2.3分析成形加工的蜗轮其齿向,没有正确的蜗轮齿向的二重性,也不存在螺旋角,无法包容蜗杆齿向.齿形,除主平面外,与正确的蜗轮齿形差异很大,且越靠近端部差异越大,无法与蜗杆咬台,即使经过艰苦的人工修配,也只能使其免强咬台,而难以实现正确的啮合关系.所以,这种看起来十分简单的加工方法实际是不科学的,不能使用.三.单齿自动展成手动分度法3.1方法按图6,在铣床上装上可扳度的立铣头,在铣头上装上带飞刀的刀杆并扳度,使刀轩与水平面成口角(代替蜗乾螺旋角).飞刀刃形状为齿条齿形.将分度头扳到竖直位置,卡上被加工蜗轮毛坯.在分度头与上工作台丝扛之间进行展成挂轱,使工件每转周,工作台移动的距离等于工件节圆周双曲线辊的磨削机动处王万鹇在冶金及机械等行业中常使用双曲线回转面辊的矫直机以矫正圆形及圆管材,过去均采用单叶双曲线回转面辊(简称双曲线辊),近几年来经某些科技人员理论分析及生产实践采用一定直径的圆柱面绕一交叉轴线回转的包络面辊(准双曲面辊)在矫直圆材特别是圆管方面取得良好效果实际生产的效果是受许多因素影响所致,除曲线理论因素外还有加工工艺,热处理,辊本身的材质选用以及所矫材的机械性能和矫直工艺等方面因素,总之对各种情况都应作具体分析.本文所述的主要方面是采用相站较大直径圆柱面在加大交叉角届所包络而成的准双 曲面辊与单叶双曲回转面辊的理论计算及实 践情况.其出发点是为了在通甩的外圆磨床 或平面磨床上磨辊以选到高光洁度,高生产 效率及工艺简便的目的. 转一个角度时,横向工作台同时的距离 等于工件所转过的节圆弧长}用纵向工作台 的移动控制齿深.这种方法的计算和操作有 专门资料介绍[2] 这种加工方法,由于加入了分齿运动,蜗轮齿向是由刀具的旋转运动和蜗轮的分齿 附加转动台成的,分齿挂轮保证了正确的螺 旋角,也就实现了正确的蜗轮齿向的二重 4.3齿形 由手动展成,实现了工件与刀具的纯滚 切关系,.加上有了正确的螺旋角,各部齿形 及其变化规律完全符合正确的蜗轮齿形.由 于是手动展成,每次切向进给时,严格保证 工件转过的节圆弧长与横向工作台的移动距 离同步. ?68? ,辊面尺寸及曲线特性分析 为原设计图的辊面曲线为部分尺寸的坐标图. 4.4 分析 这种加工方法所需的各项运动与蜗轮付 传动所需的各项运动其相对关系完全相同. 所得到的蜗轮无论其齿向还是齿形都是正确 的.只要合理安排切向展成进刀次数,一般 不少于滚刀开槽数的2—3 倍}提高操作熟 练成度,严格保证工件的横向进给与工件的 转动关系为纯滚动美系,通过精心操作,一 定能加工出完全正确的蜗轮齿形,精度与光 洁度也能达到满意的效果. 参考文献 [1)机械工人切削手册》,机槭工 业出版社1970 年,北京第一通用机械厂编. 第363 (2)((金属切削手册》上海人民出阪社1g74 年上海科技交流站瓣,第553