简述人字齿轮的展成加工方法

1、简述人字齿轮的展成加工方法辰非尘引言近期，加工车间接到一个任务，要求在同一齿轮轴体上加工左右 旋向不同的两齿轮，统称人字齿轮。人字齿轮，是一种圆柱齿轮，在 某一部分齿宽上为右旋齿，而在另一部分齿宽上为左旋齿。人字齿轮 的在英文中译为double-helical gear。人字齿轮具有承载能力高、传动 平稳和轴向载荷小等优点，在重型机械的传动系统中有广泛的应用。 人字齿轮轴根据需要可将两侧分体制造，然后组合在一起；或虽将两 侧做成一体，但在两侧有效齿面之间留下必要的越程槽；或者采用插 齿加工方法，但也需要将两侧齿面断开。相对普通齿轮的加工来说， 人字齿的加工工艺较为复杂、难度较高，常用的加工方法

2、一般是使用 指形齿轮铳刀来加工。在此，笔者简单介绍一下我车间所采用的展成 加工法。关键词：人字齿轮 加工 展成法 滚齿一、人字齿轮的加工要点人字齿轮左、右旋向螺旋线的交点可构成许多个平面，通常情况 卜'将对称于齿轮端面的平面称为人字中心平面。受减速机结构的限制 及为满足齿轮正常啮合传动的条件，人字齿轮轴在装配吋必须摆好其 位置，人字中心平面的位置误差必须控制在装配调整量所允许的范围 之内。二、工艺分析由人字齿轮的装配要点可知加工人字齿轮的最大难度在于控制人 字中心平面的位置，木文主要从使用展成法來探讨人字齿轮的滚切加 工方法。本文将以如图1所示的普通人字齿轮轴为例简单讲述人字齿轮的 加

3、工方法。图1该人字齿轮轴的啮合特性如下表所示：1法向模数mn=106螺旋角p= 25。50'31”2齿数z=277螺旋方向3压力角a= 20°8精度等级j8179-30b-004齿顶高系数ha*=l9公法线长度wk= 108.425 霜5变位系数x10公法线跨齿数4滚齿前先用车床将工件加工成如图2所示齿轮轴图，因篇幅所限，车工部分加工方法就不一一列出，木文主要讲述齿轮加工。1、加工思路本文中控制人字中心平面位置公差的主耍方法是先将一侧齿形加 工后由划线将齿顶螺旋线引至另侧齿坯外圆，尽可能的减少人字中 心平面位置的偏转误差，可按如下加工路线进行加工：滚切一侧齿轮 f钳工划线一滚

4、切另一侧齿轮，具体方法如下所述：2、设备和工具的选择由于加工设备受到一定的限制，在此本文加工设备使用的是武汉 重型机床厂出厂的¥320型滚齿机，滚刀则根据图纸要求采用mlo, a20°, 丫4。40,的右旋单头高速钢标准滚刀来进行加工。3、分齿挂轮的计算由分齿挂轮计算式:分齿定数x k _ qcz bd（其中k滚刀头数z齿数）y320的分齿定数为20或40,在此根据本例人字齿参数确定取20,则得20 x 1 _ 4 x 5 二273 x9_ 40 x 5030 x90也就是说要用到的四个齿轮齿数分别为a=40, b=30, c=50, d=90； 将abed四个齿轮分别安装

5、在齿轮架则完成分齿挂轮。值得注意的分齿 挂轮吋，刀具与工件旋向相同吋不用加介轮，木例选择先加工左旋部 分，刀具与工件旋向不同，则分齿挂轮需再加一介轮。4、差动挂轮的计算mn x k差动挂轮的计算公式则是：=差动定数:=b 2 d 2（其中p工件螺旋角rn 法向模数k滚刀头数） 因y320型滚齿机差动定数为15,所以在此则有：=0.653835116715xs加 25°50,31”15 x 0.4358900力10 xl=10由比值挂轮表可查出当i=0.6538351167时,得弘=89, 2=41, g=25,8941d严3,此时误差值为x-0.6538351167=0.000000

6、264<0.00001误差值在允许范围内，则差动挂轮为普x| o5、滚刀的安装及工件的夹装校正本文中先选择加工人字齿轮的左旋部分，根据滚刀旋向、螺旋升 角及人字齿螺旋角可确定滚刀的安装示意图如下图3所示，滚刀倾角 为b牛25°50! 31”+4。40'= 30°30f 31”。工件则采用夹头来进行夹装, 如图4所示。工件使用千分表来校正，精度要控制在0.05mm以内。夹 装校正的要点：定位基准要精确可靠。齿坯轴心线与工作台的旋转轴线重合。支承端面应与工作台的旋转轴线垂直。齿坯的支承 表而与切削力着力点之间的距离尽可能小。要有足够的刚性和夹紧 力，保证在装夹工作

7、时不致变形和在加工过程中不产生振动。图36、走刀次数及进给量的选择木例人字齿轮材料为40ci，从保证工件质量和合理滚刀寿命的前 提下，本次齿轮加工采用3次走刀来进行加工。第一次走刀吃刀量取 为1.2m,第二次取为0.7m,第三次约取为0.3m。通常情况下，为提高齿轮的精度，保证齿形的尺寸，笫三次进刀吋应测量一次公法线长度 wk，由公法线长度来确定第三次的进刀量，则第三次进刀量厶 l=1.46x (wlwj。进给量则根据取进给量表选取工作台每转滚刀垂直方向进给量为0.3湎n,此时进给齿轮挂轮为詈x if，手柄位置为b,档位为i档。7、钳工划线本例中，加工完左旋齿轮后，将工件卸下交予划线工根据图样

8、和 技术要求将左旋齿轮齿顶螺旋线引至另一侧右旋齿轮齿坯外圆，在齿 坯上用划线工具画出加工界线，在此应当注意，跟其它工件划线耍求 不同，齿轮的人字中心平面基木上由划线确定，因此対划线的基本要 求是线条清晰匀称，定型、定位尺寸准确，由于划线的线条有一定宽 度，所以应该要捉高技术要求，要求划线精度达到0.10-0.25mmo8、重新调整滚刀安装角度及装夹工件此次加工的齿轮为人字齿轮的右旋部分，因此需耍对滚刀安装角 度进行调整,调整后的角度应为b尸25。50'31”一4。40'=21。10'31”, 如图5所示。工件夹装校正则与步骤5要求一致，然后校正滚刀，使 滚刀吃刀位置尽量

9、与右旋齿轮齿坯外圆所画的加工界线一致。9、二次走刀的选择此次走刀应该注意的是第一次走刀时应先试走刀，等加工25mm 长度时退刀测量吃刀位置与加工界线的位置误差，然后根据误差量调 整滚刀的安装位置（在此可用千分表来测量）再继续进刀加工，此步 骤可重复多次，直至人字中心平面位置误差减小，控制在0.25mm以内。 滚刀安装位置校正完毕之后可按步骤6进行走刀完成人字齿轮的加工。10、补充说明木例中，先加工左旋齿轮后加工右旋齿轮，在工作中，可根据实际情况选择先右后左的加工顺序，滚刀的安装角度则随之改变。三、结束语经笔者实践证明本文的加工方法可适用于大部分大模数多齿人字 齿轮。对于其它人字齿轮的加工可根据不同的结构和实际尺寸进行分 析來综合考虑采取合理的工艺路线和工艺保证措