变压力角滚刀的设计与应用

ccssyy5

变压力角滚刀的设计与应用

1、齿轮加工分析

5 I/ i+ `- H3 d) v$ L8 a) |3 H& f

在齿轮加工过程中，当齿轮的分度圆（或渐开线起始圆）接近于根圆时，使滚刀节圆接近滚刀的齿顶，造成滚刀齿顶圆角或凸角部分设计无法实现；当齿轮的分度圆接近于齿顶圆时，使滚刀节圆接近滚刀的齿根，造成滚刀齿槽太窄。此时，常规设计已不能满足齿轮加工要求，故需要采用变压力角滚刀设计。

: {8 P& p  \1 ~. V& n

2、滚刀设计原理

根据齿轮啮合原理，一对齿轮正确进行啮合的条件是两齿轮的法节相等。因此，齿轮和齿条只要两者的法节相等就能正确啮合。这样一来，就可以有很多齿条与它啮合，由此引出了变压力角滚刀加工齿轮。

图1表示为两个齿条与齿轮的啮合。由于齿条在节线上的压力角应等于在节圆上的压力角（永远等于啮合角），若要采用变压力角，齿轮的法向压力角变到滚刀所需要的压力角，此时相应地改变了其模数和分度圆上的螺旋角，改变后齿轮分度圆处的法向弧齿厚、螺旋角分别与改变前相同直径处的法向弧齿厚、螺旋角相等。此时已相当于已知另一个齿轮参数，则可根据此齿轮参数按传统滚刀来进行设计。

( x6 j: N# @4 |+ e. U  |' t# B! ^3 a! r

3、齿轮参数变换（分度圆变换为节圆）

3.1初选齿轮节圆直径d′

) P. y' J# v! v7 b7 Z* k

d′=(da+df)/2                         （1）

( D2 d% U2 {. _

式中：

da——齿轮齿顶圆直径

df——齿轮齿根圆直径

3.2齿轮节圆上端面压力角αt′

" w: r: H% x5 d5 T

αt′=arccos(db/d′)                  （2）

式中：

db——齿轮基圆直径

3.3齿轮节圆上法向压力角αn′

αn′=arcsin(sinαt′cosβb)          （3）

式中：

βb——齿轮基圆螺旋角

* ~$ a; |( |: o

3.4齿轮节圆螺旋角β′

- q) N6 v% `8 e. Z" |

由齿轮基圆螺旋角不改变，则有：

sinβ′=sinβcosαn/cosαn′

β′＝arcsin( sinβcosαn/cosαn′)   （4）

5 P# t1 {3 v0 O0 z, l& P3 m

式中：

) ^& Z9 Q" T& X+ Z* r

β——改变前分度圆螺旋角

, ^" K1 F& i# i  g* @

αn——改变前分度圆法向压力角

3.5齿轮节圆法向模数mn′

根据齿轮啮合原理，一对齿轮正确啮合的条件是两齿轮的法节相等。即有：πmn′cosαn′=πmncosαn   

mn′=mncosαn /cosαn′               （5）

/ A& N+ ^' U( \. T, `

式中：

- R" _# K, E8 G1 \: K( g( t. C

mn——滚刀法向模数

3.6确定齿轮节圆法向弧齿厚sn′

由任意圆法向弧齿厚可知：

8 Z3 X3 J; C* p* _. N8 m+ n5 j

式中：

αt ——齿轮端面压力角

7 A% w  k) t, m, U. c* f

sn   ——齿轮分度圆弧齿厚

z  
——齿轮的齿数

5 g0 E6 e% y* x1 \- Z4 @/ `

0 y% O& w6 x1 w0 x

4、滚刀设计

, j3 v8 i& x9 K% W$ Q6 S3 E# C

这样经过以上计算，新的齿轮参数法向模数mn′、法向压力角αn′、分度圆螺旋角β′、齿数z、法向弧齿厚sn′均为已知，由此将变压力角滚刀的设计过程转换为一般滚刀的设计过程。

0 m7 Y* Q% I( X4 O3 Y

通过以上法向模数mn′、法向压力角αn′对滚刀的齿槽宽、渐开线起始圆直径等进行校验、调整，最终确定满足加工要求的滚刀的法向模数、法向压力角。

0 N0 _9 M- ?! }" I

% [6 t/ F: L( J( J+ L

5、滚齿加工时参数调整

5.1差动挂轮

加工斜齿轮差动挂轮速比为（在滚齿机上输入差动挂轮的参数是按分度圆螺旋角进行搭配的）：

1 _0 y; g8 Z" f' y

式中：

K——差动链的定数

& E% I2 u7 J  w7 m0 p

N——滚刀头数

β′——齿轮改变后分度圆螺旋角

mn′——齿轮改变后法向模数

设轮齿任意圆直径dx，法向模数为mnx，螺旋角βx，由tgβx=πdx/L（L为导程，轮齿任意圆处导程一样）,则：

( x4 ?/ b* _% {3 Y5 K

tgβx=π* mnx *Z/(cosβx*L)

4 f* i* m9 E2 A9 K9 A* H8 g3 j

则有：

. h5 z0 q( P* v& |% `4 }; j. Y

通过上式，则齿轮改变前和改变后 为常数。

6 d  L( T/ j  I6 l

由上可知，对于同一齿轮，为了方便应用起见，差动挂轮参数也可按齿轮改变前的分度圆参数输入。

5.2滚齿轴交角

其安装角δ为：δ＝β′±ω       （9）

式中：

ω——为滚刀螺旋升角

此式中注意β′为齿轮改变后分度圆螺旋角。

, W) A( {& b& Y[ 本帖最后由 清风明月008 于 2008-1-24 09:35 编辑 ]

zhouxxnc

好资料。谢谢分享！ :)

YFCC

资料介绍的比较详细,感谢提供

cyx051101

的确是很好的资料 :victory:

dengss

谢谢楼主无私分享资料。

JCWU159632159

资料比较好,感谢提供哦