文档介绍：保证大模数齿轮渐开线有效长度的新工艺方法
(江苏高齿传动机械有限公司, 江苏常州 213116)马建润)
摘要:以模数25,齿数23的齿轮报废为例,通过分析齿轮报废原因及特点,介绍了一种新工艺方法,通过此工艺方法在不订制专用滚刀的情况下保证齿轮渐开线有效长度。
关键词:齿轮滚刀;大模数;标准滚刀;渐开线;有效长度;
引言
齿轮传动是近代机器中最常见的一种机械传动,是传递机器动力和运动的一种主要形式,是机械产品的重要基础零件。近年来,动力传动齿轮装置正沿着小型化、高速化、低噪音、高可靠性方向发展。为提高齿轮传动的承载能力,硬齿面齿轮设计制造技术,日益受到普遍的关注。
一般硬齿面齿轮类零件的主要加工工序为:锻造-粗车-探伤-预处理-半精车-探伤-滚齿-热处理-精车-磨齿-探伤等。齿轮切齿加工有滚齿、铣齿、插齿等,其中滚齿加工是最主要的加工方式,而磨齿是获得高精度齿轮最可靠的方法,在齿轮加工中的比重也日益增大。为避免磨齿齿根出现磨削凸台,如图1,引起应力集中并提高齿根的强度,齿轮滚刀一般用的为大圆弧凸头留磨滚刀。理论上一种图号的(齿轮参数相同)零件必须根据参数订制一把留磨滚刀,但对于大多数企业来说,特别是私营企业,没有自己的产品,形不成批量,所加工的零件都是单件、小批量的,这就为订制滚刀提供了难度,如果每种图号订制一把滚刀,特别是大模数滚刀,成本太高,因此对于大多数企业来说订制的齿轮滚刀都是通用的凸头留磨滚刀,即对于模数相同的齿轮类零件可以用一把齿轮滚刀加工,但同模数,齿数多少不同,滚刀滚出的零件的过渡曲线起始圆半径不同,有的可能根本保证不了被加工齿轮与配对齿轮啮合时的有效起始圆半径,特别是大模数、少齿数的零件。
图1 齿根凸台
一、实例
我公司在加工图号为XCX2230-13的一件小齿轮,主要参数为,模数:25,齿数:23,齿形角:20°,分度圆螺旋角:°,变为系数:0,齿顶高系数:1,齿宽:710,基本尺寸如图2;
图2:XCX2230-13主要尺寸
技术要求为,热处理:齿面渗碳淬火,硬度57-61HRC,-。在加工中所用的滚刀为通用的大圆弧凸头留磨滚刀,滚刀法向齿形图及各尺寸如图3;
图3 滚刀齿形图
基本加工工序为:锻造……半精车-滚齿-渗碳淬火—精车……磨齿……;半精车后滚齿加工,所用的滚刀为图3所示的通用的凸头留磨滚刀,然后渗碳淬火、精加工,最后在进口磨齿机NILES ZP2000上进行磨齿。
发到客户后,客户验收不合格,反馈信息为,我公司所加工的此零件渐开线有效长度未达到图纸要求,不允使用。
二、原因分析
我公司人员对此问题进行了原因分析和总结。如下:
1)磨齿后的齿形图如图4,通过齿形图可以看到,渐开线起始圆直径约为φ557,基圆直径db=,和它配对的齿轮齿数Z=254,中心距为a=,,公式如下:
实际渐开线起始圆直径φ557<,未达到图纸设计要求。
图4 齿形图
2)对于一般滚刀,根据滚刀有效齿顶高hau,可求得被加工齿轮过渡曲线起始点半径rg1,公式如下:
式中:  ——被切齿轮的分度圆半径;
——滚刀有效齿顶高,
这样的计算对带