大变位齿轮滚刀的设计.pdf

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1、工具技术大变位齿轮滚刀的设计刘巧生汉江工具有限责任公司摘要：在齿轮滚刀的设计当中，当其分圆直径(又称中径)被确定，则螺旋升角也将确定。但分圆直径如果较大程度偏离滚刀齿的工作区域时，从而造成滚刀的设计与实际螺旋升角相差较大，导致滚齿结果偏离设计目标的现象。因此合理选择齿轮滚刀的分圆直径，对滚刀的制造、检测以及滚切结果都是非常重要的。关键词：变位齿轮；变位量；啮合；滚刀螺旋升角；转位设计中图分类号：TG721文献标志码：B来不便；同时还会造成滚刀的名义螺旋升角与实际1引言螺旋升角相差较大，从而导致滚切误差。因而必须在变位齿轮的滚刀设计中，滚刀的上、下齿高将通过新的滚齿节圆来

2、重新计算滚刀的分圆直径及其随之发生变化，即齿轮滚刀的分圆直径或中径有所相应的螺旋升角，才能达到预期的滚齿结果。变化。但当齿轮的变位量过大，特别是当齿轮的分3滚刀分圆直径的确定度圆已不在工作齿面的区域内时，如仍按通用的方法设计滚刀，其分圆直径就会超出实体之外，从而造当滚刀的分圆直径离开滚刀的有效工作齿面成滚刀的计算与实际螺旋升角相差较大，导致滚齿后，计算的滚刀螺旋升角与滚刀实际螺旋升角相差结果偏离设计目标的现象。因此对这类滚刀的设较大。也就意味着滚刀的安装角有了较大的偏差，计，必须通过对理论设计依据的合理调整，从而使滚从而产生大的滚切误差，通常会导致工件的齿厚减刀切削加工

3、符合其设计要求。薄，齿形角的变化。齿厚减薄的具体数值与螺旋升角误差的平方成正比，其表达式为2具体问题^rAS=mocota0【an0(z+卜)(AT0)二SlnTo在通常的滚刀设计中，是以齿轮的分圆直径作式中。——滚刀的名义螺旋升角为滚切节圆的，所以滚刀的上齿高柏为被切齿轮分△——滚刀的名义螺旋升角与实际螺旋升圆直径减去根径之半，也就是被切齿轮的下齿高h，即hao=hf角的差滚刀的分圆直径d等于滚刀的外径减去两倍Ⅳn——滚刀的头数的滚刀上齿高(略去滚刀刃磨后外径减小的影响)，即z——工件的齿数do=d∞一2a0由此可见，随着工件齿数的增多，其齿厚的差值但当齿轮的变位量较

4、大时，例如被切齿轮的根也就越大。因此在这样的情况下，就应重新确定一径大于分圆直径时(以正变位为例，负变位可能出个新的滚刀分圆直径。一般可以选择滚刀有效工作现工件外径小于分径)，齿轮的下齿高h为负，则滚齿高的中线位置(即滚刀的中径)作为新的滚刀分刀的上齿高^柏也为负，那么此时滚刀的上齿高、相圆直径，以减少滚刀的理论与实际螺旋升角的误差。应的齿厚i贝0量点、分圆直径均已超出滚刀实体以外，另一种方法则是通过转位设计达到改变滚齿节如图1所示。这将给滚刀在生产中的测量与检验带圆的目的。滚齿的啮合过程，实质上是一对交错轴渐开线螺旋齿轮的啮合。齿轮滚刀相当于一个蜗杆，这个蜗杆称为滚刀

5、的渐开线基本蜗杆，它就好比螺旋齿轮副中一个螺旋角很大的渐开线斜齿齿轮。因此滚齿的啮合也是符合一对渐开线齿轮共轭的基本原则的，即法向基节相等mn"fCOSO~nm．o"fCOSO／n0图1由上式可知，一个齿轮工作面的不同圆上，其模收稿日期：2014年1月数和压力角是各不相同的。在齿轮滚刀的通常设计2014年第48卷No．765时，所选取的滚刀分圆处的法向压力角19／加、模数dn-。c0。s。_l(——广)=26．_5)5)9。m加与齿轮分圆处的法向压力角O／、模数m是一致取=26。的，这也就意味着，滚齿啮合中的节圆是和齿轮分圆(3)确定齿轮节圆直径d相重合的。如果在大变位

6、齿轮滚刀的设计和制造d，：—10x90xcos20~——————————时，滚刀的分圆直径已超出实体以外，此时就应采用：940．953cos26。。变导程滚刀的设计或称转位设计，那么滚刀分圆直(4)齿轮节圆处的法向齿厚s径及其压力角、模数的选择也必须根据滚齿时新的5=5．362—940．953(inv26。一inv20。)=19．053齿轮节圆直径来确定。其计算过程首先根据齿轮的(5)齿轮节圆处的法向模数m实际外径与根径的平均值(中线)初步确定一个滚m，=：10．45s齿节圆直径，计算出该节圆处的压力角并圆整，然后n‘依此压力角作为滚刀的法向齿形角，重新计算各有4．2滚

7、刀的设计参数关参数(以直齿圆柱齿轮为例)。(1)滚刀的上齿高(1)初定齿轮节圆直径d40-h，：9．953923．0aO一——————：^————一：一8．。976半(2)滚刀的分圆直径式中d——齿轮的外圆直径d：230—2×8．976=212．048，——齿轮的根圆直径(3)滚刀的法向模数、法向齿形角(2)齿轮节圆处的法向压力角m『10=m=10．45501m=26。=cos_I()(4)滚刀的法向齿厚式中d——齿轮基圆直径Sn0=m一S10．4551T一19．053：13．792(3)确定齿轮节圆直径d其余滚刀参数的计算此处略去。d，