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作者: 发布时间:2012-09-26 来源: 繁体版
弧齿锥齿轮作为汽车驱动桥主减速器的关键零部件,其质量精度直接决定着整桥的质量水平。弧齿锥齿轮,工件的假想平面齿轮节线是圆弧的一部分。(图1)

弧齿锥齿轮的加工方式有很多种,主要包括展成法、成型法等。目前广泛
弧齿锥齿轮作为汽车驱动桥主减速器的关键零部件,其质量精度直接决定着整桥的质量水平。弧齿锥齿轮,工件的假想平面齿轮节线是圆弧的一部分。(图1)b57自动化在线网
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弧齿锥齿轮的加工方式有很多种,主要包括展成法、成型法等。目前广泛应用的是展成法,又可以分为单刀号双面切齿法、简单双面切齿法、固定安装切齿法、单刀号双面切齿法及双重双面切齿法。b57自动化在线网
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根据假想平面齿轮的概念,我们可以利用刀盘刀刃运动的轨迹代替假想平面齿轮上的轮齿,利用被加工齿轮与假想平面齿轮相啮合的运动切制出锥齿轮。为此,铣刀盘即相当于与之相啮合的齿轮。b57自动化在线网
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双面铣刀盘,内外刀尖直径的平均值Dg,称为铣刀盘的公称直径。单面刀盘的公称直径,以其刀尖直径靠近某双面刀盘的公称直径来称呼。b57自动化在线网
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刀盘公称直径的选取,与被加工齿轮的大小、螺旋角、模数、根锥顶与节锥顶的相对位置以及切削条件有关。刀盘直径选取的正确与否,会直接影响被加工齿轮的各种轮齿参数,从而影响齿轮加工精度和加工效率。

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铣刀盘铣削的展成运动分析b57自动化在线网
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为了获得较好的轮齿接触区,小轮加工时一般采用展成法加工。加工时刀盘和工件的位置关系如图2。b57自动化在线网
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从图上可以看出主要影响刀盘位置的因素有中点锥距(平均锥距A)、螺旋角β、刀盘半径Rc

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调整机床时,必须使被切齿轮的节锥面与假想平顶齿轮的节锥面相切,并做纯滚动,而刀顶选装平面则要与被切齿轮的根锥相切。于是刀盘轴线垂直于根锥面,而与节锥面倾斜一个大小等于被切齿轮齿根角的角度。

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从图3上可以看出 :刀盘是机床摇台带动的,摇台中心表示冠轮中心,机床中心与节锥顶点重合。轮齿齿长方向的弯曲是个圆,而其半径与刀盘半径相同。b57自动化在线网
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刀盘半径对于齿长方向轮齿曲率的影响分析b57自动化在线网
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根据弧齿锥齿轮的概念,螺旋角被定义为齿面某点上,齿面节线与过此点的节锥母线所形成的角度。由此可以看出,弧齿锥齿轮的齿长方向上各点的螺旋角不同。虽然不同的刀盘直径变化不会影响中点螺旋角,但在中点螺旋角一定的情况下,刀盘直径的变化会引起轮齿大端和小端螺旋角的差值变化。

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根据齿轮设计资料,大小端的螺旋角计算公式分别为:

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以中国重汽济南桥箱有限公司内一对齿轮副为例,说明选取不同刀盘半径对其影响:b57自动化在线网
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该齿轮副传动比35/13,模数13.2mm,轴交角90°,压力角22.5°,齿宽72mm,中点螺旋角35°,大轮节圆直径462mm,小轮节圆直径171.6mm,外锥距246.42mm,小端锥距174.42mm,中点锥距210.42mm。b57自动化在线网
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当选用公称直径为20英寸的刀盘时:小端螺旋角:32°23' 5",大端螺旋角:38°24' 2",则大端与小端螺旋角差值为6°57"。b57自动化在线网
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当选用公称直径为18英寸的刀盘时:小端螺旋角:31°12' 46",大端螺旋角:39°28' 35",则大端与小端螺旋角差值为8°25' 49"。b57自动化在线网
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当选用公称直径为16英寸的刀盘时:小端螺旋角:29°46' 49",大端螺旋角:40°50' 40",则大端与小端螺旋角差值为11°3' 51"。b57自动化在线网
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当选用公称直径为14英寸的刀盘时:小端螺旋角:27°56' 46",大端螺旋角:42°38' 1",则大端与小端螺旋角差值为14°41' 15"。b57自动化在线网
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虽然刀盘半径的变化对于直接接近齿面中点部位没有明显影响,但对小端和大端的螺旋角变化有明显影响。在点螺旋角不变的前提下,所选取的刀盘直径越接近被加工齿轮的中点锥距,其大端与小端的螺旋角差值越小。b57自动化在线网
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铣刀盘直径对于小轮齿槽宽的影响b57自动化在线网
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当一对齿轮副的参数确定后,其轮齿两端螺旋角的差别是决定小轮齿槽宽的主要因素。小轮大小端齿槽宽的计算公式分别为:b57自动化在线网
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小轮大端齿槽宽:

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式中bOP与bOG分别为小轮大端齿根高与大轮大端齿根高。b57自动化在线网
WOG为大轮大端齿槽宽。b57自动化在线网
BMN为大端的最小法向间隙。b57自动化在线网
Pn为中点法向周节。b57自动化在线网
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小轮大端齿槽宽:

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式中b1P与b1G分别为小轮小端齿根高和大轮小端齿根高。b57自动化在线网
W1G为大轮小端齿槽宽。

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在大轮大端齿槽宽数值相同的情况下,我们可以分析刀盘直径对于小轮轮齿大端齿槽宽的影响。b57自动化在线网
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由上节的公式可以看出,刀盘直径的变化直接影响轮齿大端和小端的螺旋角。而从小轮大端齿槽宽的计算公式可以看出,刀盘半径是通过公式中的第一项和第四项的螺旋角余弦体现的。公式中的第四项中的齿侧间隙是由大端测定并且是固定的,因此可以看做是第一项中的变化对小轮齿槽宽影响较大。

铣刀盘直径对弧齿锥齿轮轮齿的影响分析
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