專利名稱：斜齒圓柱齒輪齒向削邊磨削工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種斜齒圓柱齒輪齒向削邊磨削工藝。
電力機車牽引齒輪是在高速運行中工作，其工作條件十分惡劣。為了保證電力機車牽引齒輪在空載和重載時的齒面嚙合正常，減少集中偏載，提高齒輪輪齒的承載能力，在設計上對主動齒輪(小齒)的齒向進行不等量修正，即單側削邊。這種單側削邊在國外是用專門的機床實現的，如美國GE公司的鐵路牽引齒輪的主動齒輪，在齒向上作不等量削邊修正，是用日本產Kashifuji-KR1000滾齒機精滾小齒輪，切成錐形齒，熱處后在MAAGHSS60BC磨齒機上磨齒，一次安裝磨成。該機床具有齒向削邊修正機構。而在無精切修斜滾齒機，且磨齒機床不具備帶有齒向削邊修正機構條件下的齒向削邊磨削，有關專業期刊如《機械工藝師》《機床》、《機械制造》、《齒輪》均未見到報道。在上述條件下的現有斜齒圓柱齒單側齒向削邊磨削是將工件進行兩次裝夾，分兩次磨削才能完成。這不僅生產效率低，而且加工精度難以保證。
本發明的目的在于提供一種斜齒圓柱齒輪齒向削邊磨削技術，為在沒有專用齒向修正機構磨齒機床的條件下而設計的一套齒輪齒向削邊技術。
本發明的技術解決方案是采用軸截面均變位斜齒輪磨削法對斜齒圓柱齒輪進行齒向削邊。其單側齒向的端面削邊量的確定依據，從圖3到圖6可以看得清楚。圖3和圖4分別為左旋和右旋輪齒的單側齒向削邊示意，圖中β為齒輪分度圓螺旋角，b為齒寬，△為單側齒向的法向削邊量。由于單側齒向削邊量△的存在，使得削邊齒面的實際螺旋角為β△。此時可以把圖中的輪齒看成是在齒長方向的各個截面中變位系數不同，而且是均勻變化收縮的(見圖5)。換句話說，它相當于不同變位系數的齒輪箔片，其變位系數自小到大且按一定螺旋角重疊而成的齒輪。在軸截面中，由于削邊的結果，使輪齒均勻變化收縮。若設收縮半角為W，那么，按照嚙合原理，此時輪齒兩側齒面仍為漸開線螺旋面，在磨削加工時，齒面的形成依然是斜齒條與斜齒圓柱齒輪的無隙嚙合展成。這樣磨成的齒輪就能滿足設計上要求的齒輪齒向不等量修正，達到使用要求。
其計算方法如下設β′為磨削節圓安裝角，W為磨頭立柱與齒輪回轉軸的夾角，即齒輪變位的收縮半角，βδ為削邊齒面的實際螺旋角，βu為非削邊齒面螺旋角，△b為截面Ⅰ-Ⅰ至截面Ⅱ-Ⅱ之間的軸向距離，δ為截面Ⅰ-Ⅰ至截面Ⅱ-Ⅱ的端面削邊量，如圖5所示，αt為齒輪分度圓端面壓力角。經過數學計算推導，得出本工藝的兩個技術參數tgβ′＝(tgβu+tgβδ)/2……(1)tgW＝(tgβu-tgβδ)/2tgat……(2)為求得上述兩技術參數，引入了下面兩個輔助計算參數tgβδ＝tgβu-δ/△b ……(3)δ＝△/Cosβ……(4)
很明顯，當斜齒圓柱齒輪的螺旋角β為0度時，即變為直齒圓柱齒輪。因此本方法同樣適于直齒圓柱齒輪。
根據上述軸截面均變位斜齒輪磨削法的理論和計算出的工藝技術參數來對磨齒機床進行調整，使被磨齒輪輪齒在軸截面中形成一個收縮半角W，這樣在一次磨削中獲得兩個滿足要求的不同螺旋角。具體方法如圖1和圖2所示，根據計算得到的W和β′，將機床磨頭立柱與被加工齒輪回轉軸線的夾角調整為W，砂輪沖程頭架的節圓磨削安裝角調整為β′，而β′與平常的斜齒圓柱齒輪節圓磨削安裝角β不同，它可通過機床本身的調整機構進行調整;由于磨頭立柱(7)與齒輪回轉工作臺(4)為兩體，它們之間無傳動運動鏈，也就無運動方面的精度關系，只存在有幾何關系。因此的調整是設計二塊楔形角為W的楔形墊片(3)，將它楔于磨床機座(1)和齒輪回轉工作臺機座(2)的兩結合面之間，再將兩體連結，然后按要求將磨齒機床回轉工作臺(4)校正水平，即可進行磨削。這樣一次裝夾，即可磨成。
本發明經生產使用，解決了在沒有專用磨齒機床條件下的斜齒圓柱齒輪單側齒向削邊問題。本工藝只需一次裝夾工件，方法簡捷，對保證產品質量和提高生產效率都有理想的效果。
圖1W角調整示意2β′角調整示意3左旋輪齒單側齒向削邊示意4右旋輪齒單側齒向削邊示意5分度圓柱截面展開圖實施例本發明經對東德ZSTZ800和國產Y7150D磨齒床進行合理調整，加工JX-61-00-00 1/2 A齒輪，一次裝夾，便能完成正常齒面和削邊齒面的磨削。其被加工齒輪模數mh＝10，齒數Z＝19，基準齒形角αn＝20°，分度圓螺旋角β＝24°37′12″，齒寬b＝100，分度圓半徑r＝104.5，單側法向削邊量△＝0.16，分度圓端面壓力角α大＝21°49′10″。
磨齒工藝參數經計算δ＝0.176，βδ＝24°32′12″，β′＝24°34′42″，W＝7′33″。
加工二塊楔形角W＝7′33″的楔形墊片(3)，將它楔在磨床機座(1)和齒輪回轉工作臺機座(2)的兩結合面之間(按附圖1或2所示)，使其磨削節圓安裝角β′＝24°34′42″，磨頭立柱與齒輪回轉軸心的夾角W＝7′33″。然后將回轉工作臺(4)校正水平，即可進行磨削。
對磨削加工后的齒輪的正常齒面和削邊齒面在齒輪圓周的四個方向上檢測的齒向均達到了JB179-83標準的7級精度。削邊量達到了設計要求，齒向線的形狀也十分理想。
權利要求
1.一種斜齒圓柱齒輪齒向削邊磨削工藝，包括單側齒向的端面削邊量砂輪沖程頭架節圓磨削安裝角，磨頭立柱與齒輪回轉軸線夾角、削邊齒面的實際分度圓螺旋角的計算，其推導計算公式為tgβ′=(tgβu+tgβ)/2tgW=(tgβu-tgβ)/2tgattgβδ=tgβu-δ/bδ=Δ/Cosβ本發明的特征是將機床磨頭立柱與被加工齒輪回轉軸線的夾角調整為W，砂輪沖程頭架的節圓磨削安裝角調整為β′。
2.根據權利要求1所述的斜齒圓柱齒輪齒向削邊磨削工藝，其特征在于W的調整是設計二塊楔形墊片(3)，將它楔于磨床機座(1)和齒輪回轉工作臺機座(2)的兩結合面之間，β′通過機床本身的調整機構進行調整。
全文摘要
斜齒圓柱輪齒向削邊磨削工藝涉及一種齒輪齒向削邊磨削技術。本發明是在無精切修斜滾齒機、且磨齒機床不具備帶有齒向削邊修正機構條件下的齒向削邊磨削工藝，它包括削削邊磨削參數的計算。本發明的特征是將機床磨頭立柱與被加工齒輪回轉軸線的夾角調整為ω，砂輪沖程頭架的節圓磨削安裝角調整為β′。本工藝只需一次裝夾工件，方法簡捷，能保證產品質量，提高生產效率。
文檔編號B23F9/02GK1039200SQ88105749
公開日1990年1月31日 申請日期1988年7月11日 優先權日1988年7月11日
發明者楚彩華, 王大星, 何文清, 陳顯伏, 石衛民, 付湘穗 申請人:湖南省益陽齒輪廠