弧齒錐齒輪的加工調(diào)整計(jì)算

1、第15章 弧齒錐齒輪的加工調(diào)整計(jì)算弧齒錐齒輪的切齒是按照“假想齒輪”的原理進(jìn)行的，而采用的切齒方法要 根據(jù)具體情況而定。15.1弧齒錐齒輪的切齒原理與刀號對于收縮齒弧齒錐齒輪的加工，通常采用平頂齒輪原理進(jìn)行加工。就是在切 齒的過程中，假想有一個(gè)平頂齒輪與機(jī)床搖臺同心，它通過機(jī)床搖臺的轉(zhuǎn)動(dòng)而與 被切齒輪做無隙的嚙合。這個(gè)假想平頂齒輪的輪齒表面，是由安裝在機(jī)床搖臺上 的銑刀盤刀片切削刃的相對于搖臺運(yùn)動(dòng)的軌跡表面所代替，如圖15-1中所示。在這個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，代表假想平頂齒輪輪齒的刀片切削刃就在被切齒輪的輪坯上逐 漸地切出齒形。YS2250(Y225)和 Y2280 等 機(jī)床就是按“假想平頂齒 輪”原

2、理設(shè)計(jì)的。在調(diào)整切齒機(jī)床的時(shí) 候，必須使被切齒輪的節(jié)錐 面與假想平頂齒輪的節(jié)錐 面相切并做純滾動(dòng)。而切齒 時(shí)刀頂旋轉(zhuǎn)平面則需和被 切齒輪的根錐相切，也就是 說，刀盤軸線與根錐母線垂 直，而非與節(jié)錐母線垂直， 如圖15-2所示。所以銑刀盤軸線與被切齒輪的節(jié)錐面傾斜了一個(gè)大小等于被切齒輪齒根角f的角度，使被切齒輪兩則齒面的壓力角出現(xiàn)了誤差，這樣就產(chǎn)生了刀號修正問題。如圖15-2，用螺旋角接近90°時(shí)的情況予以說明刀號與壓力角的關(guān)系。由于在切 齒時(shí)采用了 “平頂產(chǎn)形輪”原理，工件是按照根錐角進(jìn)行安裝的，銑刀盤軸線垂直于 根錐母線，因而和節(jié)錐母線傾斜一個(gè)齒根角 f。這樣，當(dāng)外切刀片與內(nèi)切刀片

3、使用相 同的壓力角時(shí)，切出來的齒輪凹面與凸面在節(jié)錐上的壓力角是不相等的(”工'。如果要使輪齒中點(diǎn)處的兩側(cè)壓力角相等，就需要對刀具的兩個(gè)側(cè)刃的壓力角進(jìn)行修f sin (15-1)圖15-2刀盤齒形角對輪齒壓力角的影響號，則刀號的計(jì)算公式為6f 6 f1Sin10 10(15-2a)修正時(shí)，外側(cè)刃齒形角減少 ， 內(nèi)側(cè)刃增加 。的確定可按以 下公式計(jì)算其中B代表螺旋角。由于大輪 與小輪具有不同齒根角 f,所以從 嚴(yán)格意義上來講，在加工大輪與小 輪時(shí)，相應(yīng)的切齒刀盤的刀刃修正 量 也應(yīng)不同。按照現(xiàn)有的刀號制度，將 的單位設(shè)置為分，并規(guī)定10分為-小輪理論刀盤刀號大輪理論刀盤刀號260 f2si

4、n7FiQ-6 f2sin(15-2b)所以，在用雙面法分別加工大輪與小輪時(shí)，應(yīng)該用不同刀號的刀盤。但是，制造各種刀號的刀盤，也不太現(xiàn)實(shí)。為了簡化刀具規(guī)格，制定了標(biāo)準(zhǔn)刀號18°。對于弧齒錐齒輪內(nèi)刀齒形角總是大于外刀齒形角（絕對值）。常見刀號對應(yīng)的齒 形角如表15-1所示。刀盤直徑根據(jù)齒輪的中點(diǎn)錐距確定，選取的合適與否將影響被加工齒輪的輪齒的 收縮方式。刀盤直徑計(jì)算公式如下Do2RsinsZ°tgcos(15-3)由上式可以看出，在螺旋角35°附近，刀盤公稱直徑與中點(diǎn)錐距相近。刀盤的旋向的 選擇，應(yīng)該使得在加工時(shí)形成順銑。刀尖圓角半徑可以查表選擇。刀頂距W2根據(jù)被加

5、工齒輪的齒槽寬與加工余量進(jìn)行調(diào)整。W2根據(jù)要控制的弧齒 厚來取，其理論值為W2Sei 2hf2tg(15-4)Re15.2弧齒錐齒輪的切齒方法弧齒錐齒輪的單齒切削方法分為成形法和展成法兩大類。成形法用成形法加工的大齒輪齒廓與刀具切削刃的形狀一樣。漸開線齒廓的曲率和它的基圓大小有關(guān)，基圓越大、齒廓曲率就越小，漸開線就直些；當(dāng)基圓足夠大時(shí)，漸開線就接近于直線。而齒輪的基圓大小是由模數(shù) m齒數(shù)z和壓力角 的余弦大小來決定的。模數(shù)和壓力角一定時(shí)，齒數(shù)愈多，基圓直徑就越大，相應(yīng)的齒廓曲率越小，也就是齒廓越接近于直線。對于螺旋錐齒輪，傳動(dòng)比也是影響因素之一，當(dāng)傳動(dòng)比大一些時(shí)，大輪的齒廓就更直一些。小輪齒數(shù)

6、(Z1)定時(shí)，傳動(dòng)比越大，大輪齒數(shù)也就越多，這時(shí)大輪的當(dāng)量圓柱齒輪的基圓直徑也越大，其齒廓接近于直線形，采用成形加工比較方便.當(dāng)錐齒輪傳動(dòng)比大于 2.5時(shí)，大輪的節(jié)錐角往往在 70°以上，大輪就可采用成形加工。同時(shí)，為了保證其正確嚙合，相配小輪的齒廓應(yīng)加以相應(yīng)的修正，用展成法加工，這種組合切齒方法叫半滾切法或成形法。此法生產(chǎn)效率較高，適于大批量生產(chǎn)。半滾切法用以下三種方法加工：1. 用普通銑刀盤加工，齒廓為直線形，用于被切齒輪節(jié)角大于45的粗切或 傳動(dòng)比大于2.5，節(jié)角大于70的大輪的精切，如圖15-3。2. 在專用機(jī)床上以圓盤拉刀加工，簡稱拉齒，齒廓是直線形的，粗、精拉可圖15-3

7、 成形法刀盤位置圖小輪刀盤小輪刀搞大輪刀盤莊線圖15-4螺旋成形法刀盤位置圖3 螺旋成形法是半滾切法的特殊形式。在專用機(jī)床上，用特殊的圓拉刀盤， 精加工傳動(dòng)比大于 2.5齒輪副中的大輪，齒廓是直線形的。如圖15-4。切齒時(shí),刀盤安裝軸線垂直于被切齒輪的面錐母線，刀盤除具有圓周方向的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)外， 還沿其自身軸向作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，每個(gè)刀片通過齒槽的同時(shí)，刀盤軸向往復(fù)一次，而 使刀齒頂刃始終沿著被切齒輪齒根切削。由于大齒輪的頂錐母線與小齒輪的根錐 母線平行，所以大輪圓盤拉刀與小輪銑刀盤的軸線平行。螺旋成形法切出的輪齒縱向曲面是一個(gè)有規(guī)則的、可展的和同向彎曲的漸開 螺旋面，它得到的是收縮齒。采用螺旋成型法加

8、工的大、小齒輪，不僅在齒寬中 點(diǎn)處，而且在齒寬任意一點(diǎn)處，相嚙合的凸凹面的壓力角都相等，這樣就提高了圖 15-5切榊中圍徒瞪切麗屆止也直圖 15-6大小齒輪的嚙合質(zhì)量，并且對載荷變化、安裝誤差不敏感。載荷增加時(shí)，接觸區(qū) 長度不變，其位置移向大端。螺旋成形法是當(dāng)前弧齒錐齒輪和雙曲線齒輪切齒方 法中較完善的一種，但由于螺旋成形法拉齒設(shè)備調(diào)整較復(fù)雜，目前實(shí)際生產(chǎn)中并 沒有大規(guī)模應(yīng)用。1522展成法（滾切法）展成法是被切齒輪與旋轉(zhuǎn)著的銑刀盤（搖臺）按照一定的比例關(guān)系進(jìn)行滾切運(yùn)動(dòng)，加工出來的齒廓是漸開線形的，它 是由刀片切削刃順序位置的包絡(luò)線形成的，如圖15-5所示,在切齒過程中刀片的順序位置如圖15-

9、6所示.切削時(shí)，先切一 面（如圖的上側(cè)面）的齒頂和另一面（如圖的下側(cè)面）的齒根：在 滾切過程中，逐漸移向上側(cè)面的齒根和下側(cè)面的齒頂，最后脫 離切削，如同一對輪齒的嚙合運(yùn)動(dòng)一樣用此法加工的有以下兩種常用的齒線形狀:1 .在YS2250 Y2280或格利森16號等機(jī)床上，用刀片 切削刃為直線的銑刀盤，齒長方向曲線是圓弧的一部分。2 .在奧利康2號等機(jī)床上用刀片切削刃為直線的銑刀盤 用連續(xù)切削法加工，齒長方向曲線是延伸外擺線的一部分。15.2.3弧齒錐齒輪的加工方法弧齒錐齒輪的切齒方法組合很多.粗切多數(shù)是用雙面刀 盤同時(shí)切齒槽的兩側(cè)齒面。精切常用三種方法，即：單面切 削法、雙面切削法和雙重雙面法。這

10、些方法的特性、優(yōu)缺點(diǎn) 和適用范圍列于表15-2中。選擇切齒方法時(shí)，應(yīng)按具體情況。諸如根據(jù)現(xiàn)有的切齒 機(jī)床和刀盤的數(shù)量以及被加工齒輪的精度要求等，做出符合 客觀實(shí)際的決定。如果齒輪的加工精度要求較高，產(chǎn)量較大、機(jī)床與刀盤齊全時(shí)，采用固定安裝法比較合適。精度要求不 太高的齒輪可用單刀號單面切削法。半滾切和螺旋成形法適 宜于大批量生產(chǎn)。表15-2弧齒錐齒輪切齒方法表切齒方法加工特性需要機(jī)床需要刀盤優(yōu)缺點(diǎn)適用范圍單刀號 單面切削 法大輪和小輪輪齒兩側(cè)表面 粗切一起切出，精切單獨(dú)進(jìn)行。 小輪按大輪配切.至少需要1臺 萬能切齒機(jī)床一把雙面刀盤接觸區(qū)不太好，效率 低；但可以解決機(jī)床 和刀具數(shù)量不夠的困 難.

11、適用于產(chǎn)品質(zhì)量 要求不太高的單件 和小批生產(chǎn).雙單 臺 雙 面 切 削 法大輪的粗切和精切使用單 獨(dú)的粗切刀盤和精切刀盤同時(shí) 切岀齒槽兩側(cè)表面.小輪粗切使用一把雙面粗 切刀盤；小輪精切分別用一把 外精切刀盤和內(nèi)精切刀盤切出 齒槽的兩側(cè)面.至少需要1臺 萬能切齒機(jī)床大輪：粗切一把 精切一把 小輪：粗切一把 外精切一把 內(nèi)精切一把接觸區(qū)和齒面光潔 度較好。生產(chǎn)效率較 前者咼.適用于質(zhì)量要求 較高的小批和中批 生產(chǎn).面切固宀定安裝法加工特性和單臺雙面切削 法相同但每道工序都在固定 的機(jī)床上進(jìn)行.大輪：粗切1臺精切1臺 小輪：粗切1臺 外精切1臺 內(nèi)精切1臺大輪：粗切一把 精切一把 小輪：粗切一把 外

12、精切一把 內(nèi)精切一把接觸區(qū)和齒面光潔 度均好，生產(chǎn)效率也 比較高.但是，需要 的切齒機(jī)床和刀盤數(shù) 量都比較多.適用于大批量生 產(chǎn).削半滾 切 法加工特性和固定安裝法相 同但大輪采用成形法切出， 小齒輪輪齒兩側(cè)表面分別用展 成法切岀.和固定安裝 法相同和固定安裝法 相同優(yōu)缺點(diǎn)和固定安裝 法相同但大輪精切 比用展成法的效率可 以成倍地提高.適用于i>2 . 5的 大批量流水生產(chǎn).法螺旋成形法加工特性和半滾切法相 同.但在大輪精切時(shí)，刀盤還 具有軸向的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，即每當(dāng) 一個(gè)刀片通過一個(gè)齒槽時(shí)，刀 盤就沿其自身軸線前后往復(fù)一 次.刀盤每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，就切岀一 個(gè)齒槽.和固定安裝 法相同和固定安裝法 相

13、同接觸區(qū)最理想，齒 面光潔度好，生產(chǎn)效 率高是目前比較先 進(jìn)的新工藝.和半滾切法相同.雙重 雙面法大輪和小輪均用雙面刀盤同 時(shí)切岀齒槽兩側(cè)表面.大輪，小輪粗 精切各1臺，共 用4臺大輪、小輪粗 精切各一把，共 需四把.生產(chǎn)率比固定安裝法 高，但接觸區(qū)不易控 制，質(zhì)量較差.模數(shù)小于2. 5及傳 動(dòng)比為1 : 1的大批 量生產(chǎn)適用.15.3加工參數(shù)與機(jī)床的調(diào)整參數(shù)對于螺旋錐齒輪加工，固定安裝法有以下幾種組合：大輪用成形法加工，小輪用刀傾法加工稱為SFT、HFT法。大輪用滾切法加工，小輪用變性法加工稱為HGM、HGM法。三個(gè)英文字母表示的含義為第一個(gè)字母表示被加工齒輪的類型，S表示弧齒錐齒輪(Spi

14、ral bevel GearS)，H 表示準(zhǔn)雙曲面齒輪(Hypoid Gears)。第二個(gè)字母表示大輪的加工方法，G表示展成法加工(Generated), F表示成形法加工(Formate)。第三個(gè)字母表示小輪的加工方法，T表示刀傾法(Tite)，M 表示變性法(ModifiedRoll)。把上述兩種方法做一下調(diào)整，重新組合，則可構(gòu)成SGT、HGT、SFM、HFM兩類四種方法。這里要說明的是，通常在應(yīng)用刀傾的時(shí)候，不應(yīng)用變性；在應(yīng)用變性的 時(shí)候，不應(yīng)用刀傾。針對不同的加工方法，加工參數(shù)上也有一些差別。在機(jī)床上對應(yīng)的有不同的調(diào)整 位置(以下用“加工參數(shù)”指代錐齒輪加工所對應(yīng)的基本參數(shù)，這些參數(shù)與

15、機(jī)床類型 無關(guān)，“調(diào)整參數(shù)”指代針對各類機(jī)床的調(diào)整位置的參數(shù)，是加工參數(shù)在機(jī)床上的具 體現(xiàn))。這些參數(shù)與機(jī)床調(diào)整參數(shù)對應(yīng)關(guān)系如表 15-6所示。小輪加工參數(shù)列表加工參數(shù)名稱機(jī)床調(diào)整參數(shù)備注徑向刀位S1偏心角角向刀位q1搖臺角Q1基本刀傾角i機(jī)床刀傾角(lx)在SGT/HFT法中應(yīng)用基本刀轉(zhuǎn)角j機(jī)床刀轉(zhuǎn)角(J)在SGT/HFT法中應(yīng)用輪坯安裝角M1安裝角M1垂直輪位Em1垂直輪位E1軸向輪位修正值XG1水平輪位X1床位XB1床位XB1滾比io1滾比掛輪值ma二階變性系數(shù)2C變性凸輪在SGM/HGM法中應(yīng)用，弧齒可不使 用分度參數(shù)分齒掛輪值mi通常分度不算作為加工參數(shù)大輪加工參數(shù)列表加工參數(shù)名稱機(jī)

16、床調(diào)整參數(shù)滾切法成形法弧齒準(zhǔn)雙曲面徑向刀位S2偏心角VVx角向刀位q2搖臺角q2VVx垂直刀位V2線性量規(guī)xxV水平刀位H2線性量規(guī)xxV輪坯安裝角M2安裝角M2 或線性量規(guī)VVV垂直輪位Em2垂直輪位E02xVx軸向輪位修正值XG2水平輪位X2xVV床位XB2床位XB2VVx滾比i02滾比掛輪值maVVx分度參數(shù)分齒掛輪值mi通常分度不算作為加工參數(shù)偏心角圖15-7 機(jī)床調(diào)整參數(shù) 刀盤的位置參數(shù)一一刀位刀盤的位置由徑向刀位Sd與角向刀位q兩個(gè)參 數(shù)確定，總稱刀位。這是一種極坐標(biāo)表示方法。也 可以用直角坐標(biāo)系垂直刀位 V、水平刀位H表示。 但本質(zhì)上是一致的。兩種刀位表示方法的之間的關(guān) 系如下：

17、Sd. V2 H2q tg圖15-8 刀位的表示不同的機(jī)床有著不同的設(shè)定方法，但是都要實(shí)現(xiàn)刀盤與工件間正確的相對位置關(guān)系。例如,No.116、Y2280等機(jī)床通過偏心鼓輪的偏心角調(diào)整 徑向刀位Sd，通過搖臺角體現(xiàn)角向刀位q。見圖 15-8、15-9。而No.607、No.609拉齒機(jī)則通過量棒尺寸控制垂直刀位 V、水平刀位H。圖15-9 丫2280刀位與偏心角、搖臺角的關(guān)系以丫2280偏心機(jī)構(gòu)為例，如圖15-9, Om為機(jī)床搖臺中心，Oe為偏心鼓輪中心， Od(Od'為刀盤中心，在初始位置 Od與Om重合，當(dāng)偏心鼓輪旋轉(zhuǎn) 角后，可使刀盤 中心處于Od的位置。實(shí)現(xiàn)徑向刀位Sd，即OmOd

18、=Sd。在 OmOeOd中sin 魚，所2 K以偏心角i Sd2sin KK為機(jī)床常數(shù)，對于 丫2280機(jī)床K=340。偏心鼓輪旋轉(zhuǎn) 角后，刀位中心位于 Od的 位置，要想得到正確的角向刀位 q,還需使搖臺旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度 Q到達(dá)Od，的位置，即 為搖臺角Q,由圖中可以看出左旋Q q2 右旋水平輪位XG1：搖臺中心到工件箱主軸端面的距離，為圖紙中的安裝距。垂直輪位Em1 :被切齒輪的中心線相對于搖臺中心線的垂直偏置量。床位XB1：控制切齒時(shí)的深度。輪坯安裝角 m1:輪坯根錐角。此外，對于No.116等機(jī)床還有刀傾角lx、刀轉(zhuǎn)角J。參見第16章。二階變性系數(shù)與變形凸輪：變性法是指小輪的滾切過程中，搖

19、臺與被切小輪之間的滾比是瞬時(shí)變化的。通過瞬時(shí)滾比變化對齒面進(jìn)行修正。瞬時(shí)滾比變化通過變性凸 輪實(shí)現(xiàn)，凸輪變性機(jī)構(gòu)通?？蓪?shí)現(xiàn)4到5階滾比加速度，對齒面進(jìn)行高階修正。這種方法機(jī)床調(diào)整比較繁瑣，除了磨齒（參見第16章）外，在銑齒加工中較少應(yīng)用滾比掛輪值：實(shí)現(xiàn)產(chǎn)形輪與被加工齒輪間的展成傳動(dòng)比。分齒掛輪值：加工完一個(gè)齒槽后分度實(shí)現(xiàn)連續(xù)加工。以上量確定了在加工機(jī)床上，刀具和工件的空間相對位置，并確定了產(chǎn)形輪與工 件間的傳動(dòng)比。這些是加工齒槽的全部機(jī)床調(diào)整數(shù)據(jù)。 除了分齒掛輪比，其他量的變 化會對加工時(shí)的齒形產(chǎn)生影響。15.4單號單面法調(diào)整計(jì)算-圖表舉例表15-3單號單面法調(diào)整計(jì)算-圖表舉例序 號參數(shù)和計(jì)算

20、公式舉例備注1234567891026ha(14)+(24)(10)10.085.2227h2(14)+(15)(10)16.99228hf(27)-(26)6.91211.77229ftan-1(28"(17)02.8474.8412 030f(12)-(29)16012'56006'31a(12)+(29)33°54'63048'32da(16)+2(26)cos(12)152.62248.0733da'34Aa0.5(16)-(26)s in (12)116.60562.93735匕(19)-(34)11.4045.5636r(

21、18)/(17)0.32376237M1-0.5(36)0.83811938R/do(17)/(20)0.456007<0.639(38)1-(37) 20.13568840(37)si n(13)0.06389541e-1sin (39)+(40)11.512552 042S/2+2(24) tan(11) (10) cos(41)16.050381單面單號法計(jì)算43W3344N#7.57.545N3 (29)sin(13)1.758346N(44)-(45)5.7416647T4'21+0.00212(46)/cos(13)1.012248Zg(9)/si n(13)30.8

22、868949乙i(48)(47)31.2650550乙1(48)/(47)30.513351V0.5(20)cos(13)151.9564952H(37)(17)-0.5(20)si n(13)104.87269653UV(51)2(52)2184.6322254q-1tan (51)/(52)55.38852255”T40.5(20)ta n(11)(47)-10.67910256U(55)ta n(12)cos(54)-(13)/cos(13)0.2380386572(43)(51)-(52)ta n(13)/(20)2.83342858ta n(29)(37)(17)si n(13)ta

23、 n(11)/ta n(54)0.35547559v(57)-(58)2.47795260Ua1J(52)2 (51) (59)2(56)18649761Ut1J(52)2(51) (59)2(56)182.3601962(42)cos(12)/(16)0.103930.0244363s1-(62) 2/6(42)16.0227312.2227464G1-0.25(42)si n(41)/(17)0.9887080.9914065sn(64)(63)cos(41)11.87415.52366h4(26)+0.25(42)(62)cos(41)10.4643575.2888367hn(66)(6

24、4)10.3465.24315.5 雙面法切齒調(diào)整計(jì)算雙 面 法 是 用 一 個(gè) 刀 盤 同 時(shí) 切 出 齒 槽 的 兩 側(cè) 面 ， 常 用 于 大 輪 ，切 小 輪 時(shí) 用單面法。這種方法有簡單雙面法、單號雙面法或固定安裝法。本章主 要介紹固定安裝的雙面法。固定安裝法在切制大輪時(shí)，齒槽的兩側(cè)面是用一個(gè)刀盤同時(shí)精切成 的，采用雙面刀盤加工。這種方法廣泛用于模數(shù)2.517毫米的范圍。固定安裝雙面法切制小輪的齒側(cè)兩面時(shí)， 分別用內(nèi)外精切刀盤加工。 用不同的機(jī)床調(diào)整， 分別精切齒的兩側(cè)面。 利用 對齒規(guī)控制余量分配及 齒厚的一致性。固定安裝法的優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在對于齒的凸凹兩面接觸區(qū)完全是單獨(dú)的控 制。 這

25、個(gè)方法適合于尤其是生產(chǎn)高精度的錐齒輪。固定安裝雙面法與單刀號單面法的主要區(qū)別為 在采用固定安裝雙面法加工齒輪時(shí)，大輪的粗切和精切各采用一把雙 面刀 盤加工而成；小輪的粗切采用 一把刀盤加工， 小輪凸面和凹面的精 切各采用 一把單面刀盤加工。 共需五把刀盤。而在單刀號單面法加工齒輪時(shí)，大小輪的粗精切均可采用一把刀 盤加 工。但 錯(cuò)刀距必須小于大輪或小輪最小的齒槽寬，從 而使加工效率降低。固定安裝雙面法通常需要五臺機(jī)床。 分別用于大輪粗切、大輪精切、 小輪粗切、小輪凸面精切和小輪凹面精切。 這樣可以減少調(diào)整時(shí)間， 從 而提高加工效率。 因此， 固定安裝雙面法廣泛用 于大批量生產(chǎn)中。 而單 刀號單面

26、法可在一臺機(jī)床上， 完成大、小輪的粗、精切加工。 但每完成 一道工序都要調(diào)整機(jī)床， 生產(chǎn)效率較低。 適合單件小批量生產(chǎn)。此外，由 于雙面法采用的刀盤多，接觸區(qū)容易控制，所 以采用雙面法 加工的齒輪接觸區(qū)比用單號單面法加工的好。下面為固定安裝雙面法切齒計(jì)算表（表 3.1 ）。 計(jì)算舉例為解放牌載 重汽車后橋螺旋錐齒輪。表 3.1 固定安裝雙面法切齒計(jì)算表 （格利森 16 號銑齒機(jī)）序號齒輪參數(shù)和計(jì)算公式舉例備注1乙11小輪齒數(shù)2乙25大輪齒數(shù)3叫9端面模數(shù)4o20齒形角5m b d1 d2o35中點(diǎn)螺旋角641齒面寬799小輪節(jié)圓直徑8225大輪節(jié)圓直徑9La122.91外錐距10t128.27

27、44周節(jié)11h110.52小輪齒頂咼12h24.78大輪齒頂咼13h；6.47小輪齒根高14nh212.21大輪齒根高15123 45小輪節(jié)角16266 15大輪節(jié)角1713 01小輪齒根角182o '5 40大輪齒根角19i1o '20 44小輪根角20St17.41小輪弧齒厚以上數(shù)據(jù)來自幾何計(jì)算（即來自產(chǎn)品）21(分)1 " ' (21) (12)si n mgsi n(5)20 20521'14.9418° 41劃分為 刀號計(jì)算值22232023)sin m1 142用標(biāo)準(zhǔn)刀號24(21)0.5566218用標(biāo)準(zhǔn)刀號后，使用的中點(diǎn)螺旋角

28、25o'"33 49 21一下均以此“ m”26cosm0.8191520行計(jì)算，一般應(yīng)介于27tg m0.6700103130o : 40o間28rd刀盤名義半徑（見表29b1LmLa -9- 622114.33-7）中點(diǎn)錐距30LiLab 96102.41內(nèi)錐距31V 齢 gcos m28 g 2681.91刀位的垂直坐標(biāo)94.956序號輪齒參數(shù)和計(jì)算公式舉例備 注進(jìn)32H=Lmd 90s m 2928 g 2438.78963刀位水平坐標(biāo)33Lm2dgsinmLm292g 2824292543.0451234sin133LaLa19330.6282066大端螺旋角a2r

29、d2 28935COS &0.77804657Oa 38 5536sin1331-1Qn330.49416575小端螺旋角i2匚iL2 283037COS i0.869367707O'i 29 3738tg0.363970239W2勺 S1 cosLam 2h)2tg2920 2692g 14384.64540W2取4.6大輪精切刀頂距41W2a她精切留量(見表2-2)3.5大輪粗切刀頂距42LiLatcos i 2 gh2 tg309103721314387.319243Wa42W精切留量1.719，取 1.7小輪粗切刀頂距 切留量可見表5-2精44Wi 查表 3-10,）值

30、就取與（43）同1.524小輪精切刀頂寬右大于（4345SnxiW21.96h2tg401.96 g 143813.3465小輪法向弦齒厚s；Sxn145460.98 cos a0.98(35)17.503947S2 t S1'104610.7705序號齒輪參數(shù)和計(jì)算公式舉例備注L1LL2Lmd1La sin a epos2agS13435461La -si n agcos2Sxn25151L2Lhxn1hxn2Lmag343547S2 gcosa0.25 cos4'2S1 cos 1d1'2S2 cos 2L1LLaL2LLa49473520.25 3525146 c

31、os 125147 cos 2d2hrh2Htg5253tgtg56481152481253323856V cos mrd.一gsin LmLmgtg590.064 Vfb57561W223126md28g242929590.0640.558383128rd61575640f值一般用g 5862118.633120.2788020050.0916140.25951650.01902310.40444.69790.151980.0271990.01689725.664937.96491.37311.931340.5582498.523149測量小輪齒厚處的錐距測量大輪齒厚處的錐距小輪法向弦齒咼大

32、輪法向弦齒高4.70使齒面呈局部接觸 的刀盤半徑修正量rd6360刀盤半徑的總修正 量4849505152535455565758596061626364666320 23低 344020 232838 g3440Sdr6768VSmSin m 69 26Sdr sin m 6924d gtg g 5628 g 3856L 2957H 717273sincos i1X1L73COS i176i1XbLpSin1 V tg Hi177 g75/2 2SdV H1tg3132360oq q右旋齒左旋齒小輪齒面H1 H H= 3274V1 V V= 31708.52刀盤半徑的總修正量圓整值00.55

33、82493.507124.06536小輪精切刀位修正量3.37737小輪精切刀位的垂直坐標(biāo)修正量2.2628736.322637修正對角接觸齒輪2.78544錐定平行于搖臺的移動(dòng)量6.845204小輪精切的刀位水平坐標(biāo)修正0.3540190.9352382.978321.05438102.5732778大輪粗精切，小輪粗切刀位1O'tg 2.4479738 B 67 4767 47左旋292013左旋搖臺角凹面凸面小輪精切刀位的水31.944445.6348平坐標(biāo)91.578898.3333小輪精切刀位的垂直坐標(biāo)6566676869707172737475767778798081828

34、384Sd1J22jHiViJ 8228385tJZ12乙27586tc比值的掛輪L87tc1tc15785Lm88搖臺滾比掛輪89Dd2d2g 2890Dd1Dd2dDd2g 65892g6591X17792Xb7893b6根據(jù)圖表4-9ms394滾比檢驗(yàn)，搖臺轉(zhuǎn)角95757575194一194859485乙Z1196757594一 8794 gg 87乙196.990126108.4065小輪精切時(shí)半 徑大輪精切，小輪 粗切滾比（在格27.313000560 3641733475利森16號機(jī)床 上）搖臺比掛輪43456977小輪滾比精切凹面凸面值0.3542680.37407849小輪精切

35、滾比47493847掛輪651006277刀盤名義直徑228.6小輪精切刀尖 直徑211.56245.64修正對角接觸 的輪位修正量2.98+2.98修正對角接觸 的床位修正量 由于齒線傾斜+1.051.05的重疊系數(shù)小輪粗切時(shí)的1.2轉(zhuǎn)角（相應(yīng)于搖臺轉(zhuǎn)20°）o20小輪粗切時(shí)的49o39'轉(zhuǎn)角（當(dāng)搖臺轉(zhuǎn)過20°時(shí)）o '48 18o'51 00計(jì)算說明：1.刀號的確定：第（22）向計(jì)算為理論上需要的刀號，要采用最接近的標(biāo)準(zhǔn)刀號。標(biāo)準(zhǔn)刀號11111 1有o、1、2-、3-、4-、5-類推到20- °經(jīng)采用標(biāo)準(zhǔn)刀號后，要在計(jì)算出實(shí)際的螺旋角m

36、2 2 2 2 2 2以后就用此螺旋角進(jìn)行計(jì)算。若計(jì)算的刀號位于兩個(gè)刀號之間，大輪用較大的刀號，小輪用較小的刀號，維持原來的螺旋角，計(jì)算仍用平均刀號。螺旋角口 一般在30到40o間。2. 刀頂距W的計(jì)算：W2為大輪精切刀頂距，一般都圓整到 0.25間隔值。對于傳動(dòng)比大于2.5的一般向上圓整到 0.25值，如6.13圓整到6.25值。對于傳動(dòng)比小于 2.5的錐齒輪，一般向 下圓整到0.25值。也可以不依 0.25為間隔，如圓整到0.10。3. (61)項(xiàng)中f值為為齒的接觸區(qū)長度對齒長的比值，可取0.40.5，般使用0.5。4. (81)項(xiàng)中表示搖臺角，當(dāng)切齒右旋錐齒輪時(shí)，刀盤的中心定位于機(jī)床中心

37、的上方，此時(shí)Q=q.當(dāng)切齒左旋錐齒輪時(shí)，刀盤的中心位于機(jī)床中心的下方，此時(shí)搖臺角Q=360 o q。5. (91)項(xiàng)中的 X1為切齒小輪時(shí)的輪位修正量，這個(gè)數(shù)值是由于要消除角接觸而用的。在大輪粗、精切與小輪的粗切都是使用不修正的輪位，也就是使齒輪的節(jié)錐頂點(diǎn)和機(jī)床中心相重合。6. (92)項(xiàng)中的Xb為切制小齒輪時(shí)的床位修正量?！?+ ”表示床位向后移動(dòng)，“一”表示床位向前移動(dòng)。7. (94)項(xiàng)為搖臺檢查角，對于大輪用30°，對于小輪用20°。當(dāng)1大于120°時(shí)搖臺檢查角用16°。粗切小輪時(shí)，當(dāng)搖臺轉(zhuǎn)過20°時(shí)，工件主軸應(yīng)轉(zhuǎn)過 49°39

38、1。精切小輪凹面時(shí)，搖臺轉(zhuǎn)過20°，工件軸應(yīng)轉(zhuǎn)過48°18，切凸面時(shí)工件軸應(yīng)相應(yīng)轉(zhuǎn)過51°00。這個(gè)檢查主要為檢查機(jī)床滾比掛輪的正確性。8. 切齒時(shí)的精切齒留量，一般見下表，當(dāng)批量大而且工藝比較穩(wěn)定時(shí)，余量還可減少。9. 本計(jì)算表帶有“”號的計(jì)算項(xiàng)目中，“ +”號用于凹面，“一”號用于凸面。10. 機(jī)床的水平輪位為齒輪的軸向安裝位置。大輪粗精切以及小輪粗切時(shí)的水平輪位為齒輪的安裝距A,加上夾具支撐定位面到主軸端面的距離N,即為A+2對于小輪的精切應(yīng)當(dāng)增加或減去水平輪位修正量X1，即為A+N X1。尺寸A和N如圖表3.2精切齒的加工余量/ | rf齒輪模數(shù)m齒兩側(cè)的

39、加工余量(毫米)2 :30.53：60.756 :121.0012:151.25圖5-1中件1表示夾具本體。0.15 0.25毫米間隙為夾具輕輕推入 Y225或格利森16號機(jī)床主軸孔時(shí)，兩端面間的間隙，當(dāng)緊住新軸時(shí)次減息立即消失。11. 切齒調(diào)整表如圖5-3 ;表中括號中的數(shù)字為計(jì)算表中的相應(yīng)序號的計(jì)算值。12. 機(jī)床調(diào)整表中的主要項(xiàng)目說明:輪位安裝角：此角一般等于被切齒輪的根角。如此調(diào)整則使刀盤刀頂回轉(zhuǎn)端面與齒輪的根 錐相切。表3.3機(jī)床調(diào)整數(shù)據(jù)表機(jī)床調(diào)整數(shù)據(jù)：切齒方法（固定安裝雙面切削法）調(diào)整項(xiàng)目大輪小輪工序項(xiàng)目粗切精切粗切精切凸面精切凹面輪坯安裝角大輪根角i2小輪根角i 1垂直輪位000

40、00水平輪位修正量000(91) 右(91)左心軸伸出長度水平輪位（安裝距+ 修正水平輪位 +心 軸伸出長度床位0.1000.10(92) 右(92) 左刀位(79)(79)(79)(84)右(92) 左搖臺角(81)(81)(81)(81)(81)刀傾角00000刀轉(zhuǎn)角00000分度掛輪滾比掛輪不滾動(dòng)(86)(86)(88)右(88) 左滾比檢驗(yàn)搖臺轉(zhuǎn)角工件轉(zhuǎn)角切削速度切削速度掛輪每齒進(jìn)刀量一秒進(jìn)給掛輪擺角掛輪備注：計(jì)算校對日期表3.4機(jī)床調(diào)整項(xiàng)目對照表格林森16號Y225Y228備注確 疋 刀 盤 中 心刀位sd搖臺角q右旋齒Q,、,汀360。q左旋齒刀軸傾角刀轉(zhuǎn)角偏心角2si n 1 S

41、d270一 q右旋齒Q 2- q左旋齒2c 1 Sd2si n340偏心角與刀位關(guān)系可見圖5-2確 疋 卑 怯 齒 輪 位 置輪位垂直輪位床位輪坯安裝角輪位垂直輪位床位輪坯安裝角輪位垂直輪位輪坯安裝角掛 輪分 齒 掛 輪30 i分齒z粗切大輪粗切小輪 及精切大 小輪粗切大輪粗切小輪 及精切大 小輪1 . Z為被切齒輪 齒數(shù)2. Z|為分齒時(shí)跳越齒數(shù)，一般大1輪取乙B Zj5小輪取14，若擺不出完整 齒形則增加Z|，擺角太大則減小乙，乙不得與Z有公 因數(shù)。10 i分齒（機(jī)床用1 : 5減速比）2Zi|分齒z（機(jī)床用1 : 1減速比）101分齒（機(jī)床用1 : 5減速比）2Z|1分齒z（機(jī)床用1 :

42、 1減速比）滾 比 掛 輪.Zp i c7517.5 ic c Z厶p3.5 Zi ic cZ厶p17.5 ic c Z厶p3.5 Zi ic cZ厶pZ p為平面齒輪齒 數(shù)，小輪精切凹面 及凸面時(shí)，Zp各不 相同，而且與粗切 時(shí)不一樣，粗切及 大輪精切時(shí)一般用Zp Jz； Z；。小輪精切的平面齒 輪齒數(shù)為Zp 75c （ ic 為格里森16號滾 比）。掛 輪擺角掛輪一般情況下：大輪35: 40°小輪25: 35°擺角太小時(shí)，不容 易擺出完整齒形。切 速 掛 輪依據(jù)刀具材料、工 件材料性能狀態(tài)以 及機(jī)床情況，具體 選定。進(jìn) 刀 掛 輪 垂直輪位：工件軸線相對于搖臺軸線的偏置

43、量，此值有正負(fù)之分。 水平輪位：水平輪位指搖臺中心至機(jī)床工件主軸端面的距離，此值等于工件安裝距、夾具高度和水平輪位修正量的和。注意安裝基面若留有磨量時(shí)，安裝距尺寸應(yīng)加上磨量值。夾具高度是指心軸伸出長，就是 自工件定位及面刀主軸定位端面間的距離， 床位：即工件箱座或刀具主軸箱座沿?fù)u臺軸線方向相對于標(biāo)準(zhǔn)位置的移動(dòng)量。此值有進(jìn)退之分。 刀位：指自搖臺中心至刀盤中心間的距離，又叫徑向刀位。 搖臺角 刀傾角 刀轉(zhuǎn)角 刀轉(zhuǎn)角一般按經(jīng)驗(yàn)選取，見表 2-4。Y225和Y228沒有擺角掛輪，其擺角的大小決定于分齒跳越齒 數(shù)的多少而定。要保證形成完整齒形所需的擺角。15.6 單號雙面法切齒計(jì)算對于小規(guī)模的弧齒錐齒

44、輪切齒， 單號單面法就顯得效率較低， 若刀盤選得不合適， 還容易出現(xiàn)倒縮、 接觸質(zhì)量差等現(xiàn)象。 針對單號單面法加工的缺陷， 本文提出了一種 改進(jìn)方法。 該方法將加工與設(shè)計(jì)結(jié)合起來， 采用合理的設(shè)計(jì)與機(jī)床切齒調(diào)整， 將大輪 的粗切與精切合并為一道工序， 一次將大輪的齒槽切出。 對于這一過程， 編制了計(jì)算 機(jī)程序。計(jì)算過程中， 程序?qū)峁┬枰薷牡妮喤鞒叽缰担?最終生成利用此方法加 工的切齒調(diào)整卡，卡中將提供基本的機(jī)床調(diào)整數(shù)據(jù)及修正數(shù)據(jù)。15.6.1 切齒分析用雙面刀盤一次性將大輪齒槽切出， 可能出現(xiàn)的問題是齒厚達(dá)不到要求或輪齒可 能不正常收縮，首先對這兩個(gè)問題，進(jìn)行分析。要保證齒厚，首先計(jì)算出

45、大輪中點(diǎn)理論精切錯(cuò)刀距 W2 ，此錯(cuò)刀距要保證輪齒中 點(diǎn)處的側(cè)隙。由于雙面刀盤的刀頂寬S與刀盤錯(cuò)刀距W的關(guān)系為：S = （ 0.550.65 ） W3，如果實(shí)際使用的錯(cuò)刀距 W2與齒輪要求的錯(cuò)刀距 W2滿足0 W2 W2 0.3，為防 止齒槽底部出現(xiàn)凸臺或刀具的非切削刃參與切削，不宜調(diào)整刀盤的墊片來滿足錯(cuò)刀 距，可以增加大輪的齒根高，相應(yīng)增加小輪的齒頂高，此時(shí)并不影響齒輪的強(qiáng)度 1， 重新計(jì)算理論錯(cuò)刀距，直至兩者相等。相反，如果 0 W2 W20.3 ，可通過調(diào)整刀盤上的墊片來達(dá)到錯(cuò)刀距的要求。最后計(jì)算出滿足此錯(cuò)刀距的齒根角或刀號。針對輪齒可能出現(xiàn)不正常收縮， 根據(jù)實(shí)際選用的刀號與理論刀號的差

46、距， 可能有 兩種情況：（1）實(shí)際刀號與理論刀號相差不大 （小于 4 號），則可選擇合適的切齒刀盤半徑， 并算出小端、 大端所需的錯(cuò)刀距， 比較錯(cuò)刀距來判斷輪齒是否正常收縮。 若輪齒收縮 情況滿足要求，則用當(dāng)前的刀盤。否則，重新選擇刀盤半徑，計(jì)算錯(cuò)刀距，并判斷輪 齒是否正常收縮。（2）實(shí)際刀號與理論刀號相差太大（超過 4 號），且機(jī)床無刀傾刀轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，此種 條件下就必須用齒根傾斜的方法來滿足刀號， 否則可能出現(xiàn)對角接觸等不良情況。 刀 號滿足后， 判斷輪齒收縮情況的過程與第一種情況完全相同。 齒根傾斜后， 輪坯參數(shù) 發(fā)生了變化，相應(yīng)的圖紙上的數(shù)據(jù)需要修改， 切齒機(jī)床的滾比與水平輪位也需要修正。15.6.2 切齒計(jì)算根據(jù)以上的切齒分析，切齒計(jì)算需考慮兩種情況：（1）齒根不傾斜在大輪齒寬中點(diǎn)處，先計(jì)算出大輪切齒刀盤理論錯(cuò)刀距W2 ，并保證側(cè)隙 c：RW2 一St1 cos2hf2tgc（ 4.1）Re上式中，R為中點(diǎn)錐距，Re為外錐距，為中點(diǎn)螺旋角，為刀盤齒形角根據(jù)W2來選擇實(shí)際使用的刀盤錯(cuò)刀距W2。若0 W2 W2 0.3，由下式求出錯(cuò)刀距為W2時(shí)的大輪實(shí)際齒根高h(yuǎn)f