浅谈齿轮啮合可用齿根圆_张会.pdf

作者简介 张会 1981 女 河北阜平人 助理工程师 大学本科毕业 收稿日期 2008 10 31 0引言 1694年 法国学者Philippe De La Hire首先提出 渐开线可作齿形曲线 渐开线齿轮数百年的发展 经历 了软齿面 中硬齿面 氮化等过程 到20世纪 80年代 国际上认可的一种技术是用含Cr Ni Mo的 低碳高级合金钢 深层渗碳 表面淬硬至HRC 58 62 精密磨齿 修形的齿轮制造技术 称之谓齿轮硬齿面技 术 随着这种硬齿面齿轮加工技术的发展 现在采用成 形磨齿加工技术是目前磨齿效率较高的方法 为再提 高成形磨齿效率及加工精度 对齿坯加工精度也提出 了更高的要求 从而促使齿轮制造厂家根据自身加工 技术及热处理能力 设计制造了渗碳 淬火硬齿面齿坯 加工专用滚刀 磨前齿轮滚刀 在磨前齿轮加工滚刀 的设计中 圆柱渐开线齿轮啮合的可用齿根圆 已成为 刀具设计中的重要参数 1硬齿面磨齿加工的现状 近年来 装备制造业的迅猛发展 国内采用进口成 形磨齿机的数量大增 使得齿轮加工精度 加工效率得 到显著提高 但是随之也暴露出成形磨齿的一些问题 最主要的是磨齿后的齿槽根部出台 破坏了齿轮根部 圆弧及过渡曲线 由于齿轮根部的应力集中 降低了轮 齿部强度 齿轮根部出台问题 经我公司相关人员分析 其主 要因素是 1 磨前滚刀齿根沉割量小 2 成形磨齿时 切深太大 为了消除以上两点主要因素 减少和消除成 形磨齿后的齿根出台问题 可以采取 1 加大齿根沉 割量 但副作用是齿轮有效啮合长度减小 齿轮啮合重 合度减小 2 根据配对齿轮啮合实际啮合点确定可 用齿根圆直径 均衡这两点措施 应在保证配对齿轮有 效啮合线长度的前提下 增大齿根沉割量 确定成形磨 齿可用根圆直径 尽可能增大齿根圆弧半径 提高齿根 强度及齿轮 传动精度 2齿轮传动的啮合线 1 2 图1所示 设一对渐开线齿廓在任意点B啮合 时 过点B的这对齿廓的公法线N1N2为两基圆的一 条内公切线 由于两基圆为定圆 在同一方向只有一条 内公切线 所以这对齿廓不论在任何位置啮合 过啮合 点P所作两齿廓的公法 线必将与内公切线N1N2 重合 即一对渐开线齿廓 从开始啮合到脱离接触 所有的啮合点均在内公 切线N1N2上 故称此公 切线N1N2为啮合线 3渐开线齿廓能保证以 定传动比传动 由于一对渐开线齿 廓的啮合线为一条直线 其与连心线O1O2的交 点P必为一定点 所以渐 开线齿廓能实现定传动 比传动 4配对齿轮啮合可用齿根圆直径计算 渐开线圆柱齿轮啮合起始圆直径是指 一对齿轮 在啮合传动时 其啮合起始点所在圆的直径 齿轮啮合 传动可用齿根圆是指考虑到齿轮安装时中心距调整量 及齿轮工作时由于温度升高 齿轮热涨而在齿轮啮合 起始圆的基础上 给出的成形磨齿后有效的渐开线起 始圆直径 图1所示 1 设齿轮O1 基圆半径rb1 顶圆半径 ra1 节圆压力角 顶圆压力角 a1 则齿根啮合起始圆 压力角 B1 2 设齿轮O2 基圆半径rb2 顶圆半径ra2 节圆压力角 顶圆压力角 a2 则齿根啮合起始圆压 力角 B2 现按端面模数mt 端面压力角 t 介绍齿根工作的 起始圆算法 1 端面模数为 mt mn cos 式中 mn为法 面模数 2 端面压力角为 tg t tg ncos 式中 n为 法面压力角 3 基圆直径为 db 2rb1 mtZ1cos t式中 db为基圆直径 4 共轭齿轮啮合角 cos cos 0 5mtZ cos t a 式中 Z为配对齿轮齿数总和 a为中心 距 5 齿顶圆直径 da mtZ 2mn 1 X 式中 Z为齿数 X为变位系数 6 齿顶圆压力角 cos a rb ra db da 浅谈齿轮啮合可用齿根圆 张会 太原通泽成套设备有限公司 山西太原030032 摘要 简述了齿轮加工技术的简史 介绍了渗碳 淬火硬齿面齿轮的成形磨齿及加工中齿根出台问题 并提出解 决办法 还对渐开线圆柱齿轮副啮合起始圆直径进行了浅析 提出了成形磨齿可用齿根圆直径的计算方法 该计算在 硬齿面齿坯加工刀具设计中具有重要作用 关键词 硬齿面齿轮 成形磨齿 啮合起始圆直径 刀具设计 中图分类号 TH132 4 文献标识码 A 文章编号 1003 773X 2009 01 0064 02 图1齿轮啮合线 下转第66页 第24卷第1期 总第106期 机 械 管 理 开 发2009年02月 Vol 24No 1 SUM No 106 MECHANICAL MANAGEMENT AND DEVELOPMENTFeb 2009 64 第24卷第1期 总第106期 机 械 管 理 开 发2009年02月 7 齿根啮合终 点 压 力 角 B tg B1 ta Z2 Z1 tg a2 tg tg B2 ta Z1 Z2 tg a1 tg 8 齿根工 作起始点圆直径 dB db cos 9 可用齿根圆直径 考虑到齿轮安装时中心距调整量及齿轮工作时由于温 度升高等因素 根据我厂长期实践经验及外来图纸标 注可用齿根圆直径统计分析 建议可用齿根圆直径 dB 0 05 mn 5结束语 本文基于齿轮啮合原理及硬齿面齿轮加工 简单 论述了齿轮啮合传动可用齿根圆对齿轮工作的影响及 其对实际齿坯加工 成形磨齿加工 进而对齿坯加工刀 具设计的作用 为满足设计图纸要求的齿轮啮合传动 提高渗碳 淬火硬齿面齿轮齿坯的精度 保证渗碳 淬 火硬齿面齿轮成形磨齿的精度 应在磨前齿轮滚刀设 计中 充分考虑齿轮啮合可用齿根圆直径 根据齿轮啮 合可用齿根圆直径及热处理工艺水平 确定磨前齿轮 滚刀沉割量及滚刀齿顶圆弧 是值得关注的一个重要 问题 参考文献 1 审永胜 机械原理 M 北京 清华大学出版社 1998 2 郁明山 卢贤缵 齿轮制造手册 M 北京 机械工业出版社 1997 On Plunge Grinding Available Root Circle Diameter ZHANG Hui Taiyuan Tongze Equipment Co Ltd Taiyuan 030032 Shanxi Abstract This paper simply introduces the development of gear processing technology and expound the carburize quenching in the hard tooth face gear plunge grinding and the root tooth generate slip mark in the processing and proposes the solution It presents the caculation method of the mating meshing gear s initialize circle diameter and the plunge grinding available root circle diameter It has a vital role in the hard tooth gear processing cutting tool design Key words Hard tooth face gear Plunge grinding Initialized mate circle diameter Cutting tool design 开关没感应时是常闭点 感应后常闭点打开 断开PC 的X13的输入 通过程序处理PC的输出Y3断开 使 开关磁阻切换到数字给定状态 同时Y2输出给开关 磁阻 使工作台以内部设定的速度 此速度可根据实际 情况调整 开始减速 减速采用斜率控制 斜率大小可 通过内部参数设定 当行程制子感应到SQ7时 断开 PC的输入信号X14 工作台开始换向 换向时减速同 样采用斜率控制 换向同时PC的Y3 Y6 Y7输出 使 其切换到模拟给定状态 电机SRM的转速由电位器 RP2控制 控制工作台作反向运动 换向接近开关感 应顺序如图2 3 2工作台调整运行过程 当按下点进按钮SB3 PC的X2由输入 通过程序 处理 PC的Y4输出 控制开关磁阻电机带动工作台 向前运动 松开SB3 Y4断开 工作台立即停止运动 此时工作台不受换向开关SQ6 SQ7 SQ9 SQ10的控制 当工作台前进到极限位置时 行程制子感应到SQ8 断 开PC的输入X15即使按下点进按钮SB3 PC的Y4 也不回闭合 工作台不能继续点进 4结论 该套方案已在6 m和9 m两种重型龙门刨床上 成功应用 运行可靠 减速换向平稳 用户反馈使用效 果良好 并有新的用户签购该控制方案的重型龙门刨 床 得到较好的经济效益和社会效益 参考文献 1 廖兆荣 数控机床电气控制 M 北京 高等教育出版社 2005 Electrical Design on Heavy Planning Machine Worktable Running WANG Hui jun Technical Center of Taiyuan First Machine Tool Works Taiyuan 030012 Shanxi Abstract Heavy planning machine worktable should be designed to mee the three requirements diversification in electrical control running high cost performance and reliability in running Switched reluctance driver timing can be applie