锥形砂轮磨齿机工作原理探究

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1、锥形砂轮磨齿机工作原理探究摘要：本文重点研究了锥形砂轮磨齿机的工作原理，并深入解析了机床调整参数的计算方法，可为进一步开发磨齿机床新功能奠定基础；并对数控锥形砂轮磨齿机的进一步研发具有铺垫作用。关键词：磨齿机；锥形砂轮；展成磨削原理中图分类号：TG61+6文献标识码：A1概述重载齿轮的关键在于提高其承载能力，磨齿是获得高精度齿轮最可靠的方法，在齿轮加工过程中尤为关键。按齿轮啮合原理，磨齿工艺分为展成磨削和成形磨削。成形法磨削是利用成形砂轮磨削齿轮的渐开线齿形，砂轮的外圆修整成相应的圆弧线或以直线来代替圆弧线，它的截形不仅和被磨齿轮的参数有关，而且

2、随着砂轮直径的变化而变化，适用于批量生产模式，近些年开始发展起来。展成法磨削是利用齿轮与齿条的啮合原理，砂轮相当于假想齿条的一个齿，与工件进行磨齿啮合。展成法磨齿包括：锥形砂轮磨齿、大平面砂轮磨齿、蝶形双砂轮磨齿和蜗杆砂轮磨齿。大平面砂轮磨齿、蝶形双砂轮磨齿及蜗杆砂轮磨齿的加工范围较小，适用于小规格、单件小批量的生产模式。锥形砂轮磨齿加工范围较广，适用于小批量生产模式，其磨齿技术已经较为成熟，设备引进时间较早，故在我国重载齿轮制造企业中的应用较为普遍。展成磨齿机床早期其展成运动主要由机械传动机构实现，不具备局部运动控制能力，对于齿面修形等不规则变

3、化齿面必须采取特别措施加工。2展成磨削原理2.1锥形砂轮磨齿机的基本结构图1为德国HOFLER锥形砂轮磨齿机的结构简图：工作台的转动和平移分别由分度和展成运动链来完成。磨削渐开线齿形所需要的加工运动由展成变速齿轮确定，而展成运动是由工作台的旋转与展成滑板的平移运动叠加而成，通过改变交换齿轮变换进给量和工作台转速，使其运动满足速比公式，便可在加工范围内展成磨削任意直径的齿轮。而分度变速齿轮则负责在磨完一个齿后转换工件一个节距位置，完成齿数分度。磨齿机加工直齿圆柱齿轮时，被磨齿轮装工作台上，沿节线一面做横向往复移动，一面通过传动机构使被磨齿轮随主轴绕

4、自身轴线作反复转动，被磨齿轮的移动和转动满足速比公式。齿轮转一转，其移动距离应等于被磨齿轮节圆的周长，砂轮的锥面角度等于齿轮压力角。加工斜齿圆柱齿轮时,砂轮和齿轮的相对运动相当于斜齿条和斜齿轮的啮合传动，运动也是沿着这一斜线运动，砂轮锥面的角度应等于斜齿条的法向齿形角。斜齿条的倾斜角等于斜齿轮节上的螺旋角，那么砂轮往复2.2展成磨削的基本过程图2为HOFLER锥形砂轮磨齿机展成磨削原理图，展成磨削时按照齿轮与齿条啮合的原理进行磨齿，砂轮相当于假想齿条的一个齿，在磨削过程中，砂轮的节线和圆齿轮的节圆作存滚动，通过齿侧面与砂轮的啮合从而展成齿廓渐开线

5、，每分度一齿后，展成一齿，每磨削完一个齿槽，分度机构进行一次分度再磨下一个齿槽。磨削过程为：a位置时刀具进入齿隙，开始磨削左侧齿面，至b位置时，左侧齿面磨削完毕，经过齿侧隙补正后，改变加工运动至右侧齿面，c位置开始磨削右侧齿面，d位置右侧齿面磨削完成后，砂轮退出，工作滑道平移不动时转换位置，刀具开始进入下一齿隙的磨削。3锥形砂轮磨齿机的调整计算3.1磨齿机参数的调整(1)变速齿轮的计算结语我国引进磨齿技术后，不仅节约了大量的钢铁等主要材料，而且还提高了产品使用寿命。因此磨齿技术在我国引进并应用后，得到了快速、大面积的推广。遗憾的是，受到当时国际形

6、势的影响，我国引进的磨齿机大多为二手设备，并且受当时的技术水平限制，引进企业大多对磨齿机并没有完全掌握，引进磨齿机后绝大多数工厂只是使用它磨削正常的齿轮，磨齿机的很多功能都没有得到应用，为此，本文对HOFLER锥形砂轮磨齿机工作原理的研究内容，可为进一步开发磨齿机床新功能奠定基础。参考文献[1]吴序堂•齿轮啮合原理：第2版[M].西安：西安交通大学出版社，2009.[2]王辉•成型法磨齿[J].汽车工艺与材料，2008(1)：56—58[3]齿轮手册编委会.齿轮手册：上册.第2版[M].北京:机械工业出版社，2000.[4]韩江.开放式网络化齿轮

7、加工数控系统研究[D].合肥：合肥工业大学，2006.[5]磨齿机技术资料[M].工厂标准，1985.