变压力角滚刀的设计与应用

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变压力角滚刀的设计与应用

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1、齿轮加工分析

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。

7 A; P  f2 a" f/ D! ^0 n

2、滚刀设计原理

+ T/ D" X. g, y& Y) y8 _

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。

- c! y! K$ R6 e' `" _& C

: J8 r; `1 n7 r; i

  a1 O9 A$ V6 E$ u9 P, M, v% j

3、齿轮参数变换（分度圆变换为节圆）

4 l& p2 Z% X- ?# R& \1 \. M

3.1初选齿轮节圆直径d′

; y; q% A8 Z( d# z8 f" q1 K

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

式中：

% z& @6 P8 D+ o. N

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′

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

式中：

* x- `4 O" l- I4 Y

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）

" X5 ?& ~* y6 g6 o

式中：

βb——齿轮基圆螺旋角

3.4齿轮节圆螺旋角β′

由齿轮基圆螺旋角不改变，则有：

sinβ′=sinβcosαn/cosαn′

β′＝arcsin( sinβcosαn/cosαn′)   （4）

$ w: w; e0 p; S9 p- n/ ^  y, D

式中：

β——改变前分度圆螺旋角

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   

+ q6 w) x$ [3 F

mn′=mncosαn /cosαn′               （5）

式中：

mn——滚刀法向模数

6 p! i0 B( t, ]& ]: X7 Z4 S- t- q

3.6确定齿轮节圆法向弧齿厚sn′

5 ^7 P5 M' U1 h2 T. K

由任意圆法向弧齿厚可知：

2 r- P2 W; \4 v/ F& E

式中：

αt ——齿轮端面压力角

/ ~) F$ z+ W8 C1 P# m; i. p# c8 V

sn   ——齿轮分度圆弧齿厚

z  
  e; o' O1 Q( h: z8 L——齿轮的齿数

  U" t% A( T2 Y6 U

/ x8 F: e$ O" P

4、滚刀设计

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。

4 y4 |  X& r: N- G

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。

( }3 m7 y3 _+ t6 ^

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）：

0 ], P$ T9 g% v  z& T1 D! P  c

式中：

6 I8 a. [: Z1 r# r' b1 t! T8 }$ @$ o

K——差动链的定数

" z- @& h7 Q9 o0 P2 V

N——滚刀头数

& N" H5 H; o( |( B

β′——齿轮改变后分度圆螺旋角

/ e) ?* W! w3 r+ r

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：

/ t: n( Q" h& ~$ o) t/ @

tgβx=π* mnx *Z/(cosβx*L)

' q, ?+ ^6 U! U) t$ N: {

则有：

8 l( Z1 j+ _# O, A

通过上式，则齿轮改变前和改变后 为常数。

3 H9 a' H/ v- T

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）

% G! t5 b: f) D1 f- y6 ^

式中：

ω——为滚刀螺旋升角

5 O1 V8 U: \5 S5 C: `

此式中注意β′为齿轮改变后分度圆螺旋角。

[ 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