大规格高精度螺旋锥齿轮加工技术的探究

金林

摘  要：随着科技的发展，规模巨大、精密度高的加工技术也受到人们的关注，传统的齿轮制造工艺，应用范围不广，针对大型齿轮生产工艺存在缺陷等缺点，近几年来，随着重工业的快速发展，大规模螺旋锥齿轮需求逐渐增加。为了实现加工的精细化，因此文章研究了大规模螺旋锥齿轮的加工工艺。

关键词：大规模;高精度;螺旋锥齿轮;加工技术;研究

中图分类号：TG61          文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2020）15-0110-02

Abstract： With the development of science and technology， large-scale and high-precision machining technologies have also drawn people's attention. Traditional gear manufacturing processes have not been widely used， and there are shortcomings such as defects in large-scale gear production processes. With the rapid development of heavy industry， the demand for large-scale spiral bevel gears has gradually increased. In order to realize the refinement of processing， this paper studies the processing technology of large-scale spiral bevel gears.

Keywords： large-scale; high accuracy; spiral bevel gear; processing technology; research

引言

螺旋錐齿轮是机械传动领域在相交轴或交错轴之间传递运动或动力的关键零件，传动过程中轮齿哨合从一端向另一端逐渐过渡。与直齿锥齿轮和斜齿锥齿轮相比，螺旋锥齿轮具有许多良好的性能，如：重迭系数大，承载能力高，传动平稳，噪声小等。由于上述各方面的优点，螺旋锥齿轮被广泛应用于铁路机车、船舶、汽车、拖拉机、大型输送机、掘进机、装载机等各种各样的机械产品中，并在很大程度上提高了这些产品的可靠性和使用寿命，取得了良好的经济效益。

大规格螺旋锥齿轮有两种齿制，一种是齿线为圆弧的圆弧齿锥齿轮，整个齿槽沿齿长方向齿高收缩的或等高，称为齿制。齿制的锥齿轮热后可以磨齿。另一种是齿线为延伸外摆线的摆线准渐开线锥齿轮，齿槽沿齿长方向齿高是等高的，称为齿制。齿制的锥齿轮热后可以刮齿。这两种方法的最终精度都可以达到级以上。

在应用程度上，螺旋锥齿轮在国外广泛应用，它是机器传动过程中的好动力，在各个领域都有着不同的作用。由于承载能力强，适用于大型机械的承载过程，如汽车、铁路、船舶等机械产品，具体意义上，大型齿轮具有一定的适用性，其直径一般在700mm以上，对成品齿轮也有较高的要求，必须达到5级以上，这样生产具有卓越性和普遍性。在国外，大型高精度螺旋齿轮是美国纽约一家机床制造企业首次提出的，制造企业主要用于汽车生产，这种模式主要是磨牙机，用于大型数控机床的管理。使用在以后的开发中，工厂改进了这一点，在齿轮的精度上进行了细化，在精密加工的基础上进行了加热，并以挂齿的方式打磨。

直径大的大规格螺旋锥齿轮主要用于矿产、冶金、石油等行业的大型减速器，随着中国重工业的快速发展，对大规格螺旋锥齿轮的需求量越来越大，目前，工业中使用的大尺寸螺旋锥齿轮大部分都是侧中间件的程序化齿轮，但是侧中间件必须用双刀半，因为刀具和机床结构复杂，很难制造。目前只有德国公司才有具备Dr.Fration贝尔齿轮多轴数码压力机和切割机的制造技术，为了打破外国企业对大规格螺旋锥齿轮的垄断，降低制造成本，本文提出了两个解决方案，首先，侧边齿轮将设计改为修理的设计，计算简单，调整方便，第二，利用数字控制车床的优势，采取万能轴联动数字控制器螺旋齿轮机床直接加工设计侧中间件的整体式剪切板，降低了成本，本论文围绕圆弧等高齿锥齿轮与摆线一准渐开线锥齿轮两种大规格螺旋锥齿轮的设计制造技术开展研究，根据笔者多年的从业经验，对这种齿轮的研究有了新的认识。

1 加工技术

螺旋锥齿轮的加工原理：模拟轮是加工的齿轮，统一的卡盘是仿形车轮的牙齿，模拟轮结合断裂的这一元素时，刀盘切掉了车轮的牙齿，如何将大轮和小车轮记性加工，使其加工后，计算是否正确的价值，是需要解决的主要问题。对此国内外许多专家学者进行了大量的研究，发表了许多论文和专业著作，特别是对收缩齿弧齿锥齿轮和准双曲面齿轮，由于大轮和小轮被加工成一个平顶产形轮，所以需要计算它们的方向和曲率，对其接触分析非常复杂，因此，适用于现实是很难得到理想的结果。随着控制齿轮机床和磨削技术的普及，中国齿轮系统的加工方法迅速发展，它们都是采用摆线等高齿，计算简单，接触面积比收缩要好，研究结果显示，小批量生产产品的加工中，特别是在规格螺旋锥齿轮的加工中，发现使用圆弧等高齿是理想的选择。

等高齿锥齿轮的加工在理论上完全通用，所以理论上不用计算的发向量的方向和曲率，其复杂程度相当于轴值，简单整理三个基本条件即可。在详细讨论这三个基本条件之前介绍了齿轮切割机的调整参数，这里介绍螺旋锥齿轮加工机床的基本结构，架子上有刀的位置称为刀座，架子上有齿轮的位置称为轮座，刀板设置在工具的倾斜体上，使刀的倾斜度的旋转体安装在偏心圆筒上，偏心圆筒安装在振动台上，刀的位置由下列参数确定。

像弧轮这样高的齿轮也被称为弧轮，从侧面看，它表现出了扁平的齿轮形状，其研发的原理是在挥杆弧线的基础上，磨光高的牙齿，在工艺加工过程中，工厂一般是少量以生产方式根据齿轮的平面切割，以各个部分“接触面积”为起点，将切割机与轴结合，实现对收缩齿轮的加工。从理论上看，大型高精度螺旋加工技术需要三个必要条件，分别是压力各部的确认、螺旋角的确认和切削工具半径的切削。它们是齿轮的基本结构，刀板半径的角度上要注意安装位置，刀板的安装主要是以刀体的旋转为基础，斜线为侧视图刀的移动也是重要的部分，它是以偏心鼓为核心的并行装置的技术方法，并且要特别注意刀的位置。这是以扇形旋转台为基础，以移动部件箱为载体，根据轴线方向进行加工，刀盘的位置调整也很重要，每个刀削面都有一个平衡的断面，斷面点的位置是承载加工齿轮机器的中心，制造厂应沿着床座椅轴线移动，将扇形以整体形状安装在滚轮上，安装标准应根据一定参数在调整贝尔齿轮角度的情况下执行，该参数主要是机械式齿轮在铣床上获得，我们使用设计的齿轮装置，模拟并显示所有齿轮在垂直状态下的位置。

圆弧面轮廓加工技术是目前应用最广的加工方法，应用性强，最大直径达1800mm，可实现自动调节和开放式设计。根据该技术，齿轮分为三个轴，所有轴都是平行杠杆的滑动，弧轮的齿轮分为主轴和辅助轴，主轴采用旋转式设置，在转子上设置自动平衡装置，保证车床连续运行时固定位置和综合利用，辅助轴的安装和设计图非常巧妙，设计者将安装节点为中心，将易于滑动的位置设为坐标系，节点上设置摩擦轮，这种工艺处理方法可以保证齿轮在运行过程中经常保持平衡，不损坏零件。我们采用自动控制的方式进行有序分配，注重加工程度，利用数字控制系统编制出程序，完成驱动器的有效使用。

2 技术改进

侧齿轮和准双面曲面齿轮的设计与弧形齿轮和准双面曲面齿轮的设计相同，前者为齿线的弧度，后者的齿线为延长线的外线，其形成原理为摆动台上有半径固定地固定圆圆代表模拟轮，还有一个半径一定的动圆，当动圆完全在固定圆上滚动时，刀盘的任意轨迹都是延伸的外线，加工弧齿锥齿轮和准双曲面齿的刀盘被称为单面刀盘。在内刀（或是外刀）上所有的刀都有相同的路径，只在轮廓线上形成齿面。模型的齿轮上，彼此形成一个轮廓线。不同的侧螺纹板和不同的轨道形成不同的齿形面，利用与该成型车相加工的牙胶加工所需的螺旋锥齿轮。在齿轮加工过程中，为了获得各齿轮参数之间的关系，在车轮的顶部延长外线上标出各个参数。

根据所提供的数据计算出了四环形齿轮的设计，不同点是齿轮可以使用收缩值或使用较高的齿轮，而二维值则只能使用较高的齿轮。同时，以下三点与弧齿锥齿轮的设计不同。不同公司提出的不同齿轮传动功能的弧轮设计主要是汽车齿轮的运动传达，除了动力的传达外，还要考虑运动的稳定性。也就是说，重叠系数必须大，所以推荐采用小模数多齿数的设计。本文所提示的侧齿轮主要用于大型减速器中大型螺旋式齿轮的设计来传递动力，因此大型模式，建议使用小齿轮，这样会有很好的弯曲强度，根据刀盘选择范围大的齿轮一般被加工成两面法，加工效率较高，但这种加工方法在大圆环两侧折线中由于点的螺旋形角度不同，大车轮两侧的牙齿线。可能会异常收缩，因此要纠正齿轮的底部，特别是按高牙设计的弧轮，可以正常地收缩大车轮两侧的齿线。如果这样加工，轮廓会自然收缩，两边侧面齿中间点的螺旋角和刀盘的螺旋角相同，所以刀盘的选择不好，像螺丝刀的齿轮一样严格，推荐按表选择刀盘半径。按照它可以知道，综上所述所举的螺旋锥齿轮如果采用摆线准渐开线齿制，由中点法向模数可知刀盘半径也可以选用。

3 结束语

随着中国重工业的快速发展，矿产、冶金、石油等产业对大规格螺旋锥齿轮的需求越来越大。目前在我国使用的大规格螺旋锥齿轮大体上属于侧超高的值体系，但这一齿轮属于双刀头。需要利用特殊装置来加工专业发报机，刀具和车床只在德国公司生产，齿轮经过加热后不磨碎，精密度较低，这些不足对我国大规格螺旋锥齿轮数字化生产产生了极为不利的影响。为了打破技术封锁，缩小中国的齿轮产业和世界齿轮强国的差距，研究用大规格螺旋锥齿轮设计制作的关键技术具有重要的现实意义，对大规格螺旋锥齿轮的设计和制造技术等提出了较高要求，并采用了弧形设计的等高弧形齿轮的解决方案。与侧齿轮相比，圆弧型齿轮具有计算简单、调整方便的优点，还可以加工成国内统一的全刀半，加热后磨齿也可以进行加工。可以提高齿轮的精密度。

参考文献：

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