小模数花键滚轧轮设计计算

小模数花键滚轧轮设计计算 小模数花键轴的冷滚轧工艺具有高效率、无切屑、被加工件的尺寸一致性好、滚轧轮寿命长等一系列优点，它尤其适用于大批量生产。通常采用双滚轧轮的加工型式,两滚扎轮的尺寸相同并由机床传动链保持同向等速旋转.机床的一滚轧头固定,另一滚轧头靠油缸作径向进给运动.以此将工件滚轧成形.现介绍滚轧轮的设计方法:1. 工件滚轧前的毛坯直径dz: 滚轧轮的设计与工件滚轧前的毛坯直径dz有关，直径dz是按照滚轧前和滚轧后工件轴截面的面积相等原则确定的且按下式计算： dz=Z/pdb2(tgaa2-tgaf2)/3+sada-sfdf+db21/2 式中：Z-工件齿数 db-工件基圆直径 m- 模数 a-工件压力角以及滚轧轮的公称压力角 df-工件齿根圆直径 aa-da圆上的压力角且aa=cos-1db/da af-df圆上的压力角且af=cos-1db/df sa-da圆上的弧齿厚且sa=da(s/d+inva-invaa) sf-df圆上的弧齿厚且sf=df(s/d+inva-invaf) s-工件分度圆上弧齿厚： d-工件分度圆直径且d=mz 上式的推导过程从略2. 选定滚轧轮齿Z0按机床的最大中心距选定Z03. 确定滚轧轮齿顶圆直径da0 滚轧时，由滚轧轮带动工件作旋转运动，在开始滚轧时，为了不使工件轧“花 牙”，要求滚轧轮的齿顶圆与工件毛坯外圆作纯滚动。由此得da0=dzo.Zao/Z.但是，由于开始滚轧时轮齿啮合的重和度远小与1，因此从理论上讲两者又不可能实现纯滚动，此时，工件虽有一定的转动惯量，但仍不免有“打滑”现象。故实际滚轧轮的齿顶圆直径dao,应比上述的计算值略有加大，以此对“打滑”现象进行弥补。下面为计算dao的经验公式： dao=(dz/z +0.0028)Zo-0.000005Zo2为了尽量减少上述的“打滑”现象，对于采用双滚轧轮的加工型式，工件齿数Z最好设计成奇数齿，以使一个滚轧轮的齿槽对准工件而最易产生“打滑”时，另一滚轧轮的齿顶正好对准工件而处于带动工件旋转的最有利位置。4. 工件与滚轧轮的最终中心距a a=(dao+df)/25. 工件与滚轧轮的最终啮合角 =cos-1m(z+z0)cos/2a6. 滚轧轮分度圆直径d0 d0=mz7. 工件与滚轧轮的最终节圆直径d,d0d=db/cosd0=d0cos/cos8.工件节圆d上弧齿厚s s=d(s/d +inv-inv)/9.滚轧轮节圆d0上弧齿厚s0s0=mcos/cos- s10.滚轧轮压力角0在滚轧过程中，由于工件dz圆的上部齿面与下部齿面所受到挤压应力的差异，使工件上部齿形形成塌角。为了对此进行补偿，必须对滚轧轮的压力角作修正，即滚轧轮的压力角0应取的比工件压力角小。例如模数m=0.75.齿数z=42.压力角=35材料为低碳合金钢，硬度为HB160-200的小模数花键轴其滚轧轮的压力角0=3415.压力角的修正值与工件的材料硬度及其齿形参数有关，通常有试验确定。 滚轧轮的以下各项齿轮参数均考虑用0进行计算。11.滚轧轮基圆直径db0 db0=mz0cos012. 滚轧轮分度圆上弧齿厚s0s0=d0(s0/d0+inv0-inv)式中 0-滚轧轮经修正的啮合角，且cos0=db0/d013. 滚轧轮公法线长度Wk0 Wk0=(k-1)mcos0+cos0(s0+mz0inv0) 式中K-跨测齿数14. 滚轧轮的全齿高h0滚轧轮的齿全高h0应尽量取的比工件的齿全高h大些，以增大滚轧轮的适用范围。初选h0后，再对滚轧轮齿根圆上的齿槽宽进行验算，当其对滚轧轮的制齿无困难时，才能确定h0值。 通过以上计算就得到了滚轧轮的齿形参数：齿数z0,模数m0,滚轧轮的压力角 0 ,分度圆直径d0 ,分度圆上弧齿厚s0 ,公法线长度Wk0 ,齿全高h0 ,齿顶圆直径d0 ,基圆直径db. 15. 滚轧轮用损后再生 当滚轧轮使用磨损后，可以将其轮齿磨去，减少其齿数，并重新按上述过 程计算和重新开齿，以制作出一再生的滚轧轮。在机床中心距允许的范围内， 一滚轧轮往往能再生多次。16. 按工件毛坯直径dz计算其滚轧后的齿顶圆直径da 有时工件毛坯是现成的，或者是为了利用现成的滚轧轮，而将工件毛坯直径 作成与其相适应的尺寸。总之，此时的直径dz与第一节所述的计算值有差异。 要去将工件滚轧至所须齿厚时的齿顶圆直径d0.由第一节中的公式可得下面迭代式（单调收敛）:a=tg-13k-(s/d +inv-inv0)/cos02+tgf31/3式中 k=/z(dz2-df2)+s0df/db2于是得齿顶