克林根貝爾格螺旋錐齒輪接觸區(qū)修正

盧佳

摘 要：克林根貝爾格螺旋錐齒輪在工業(yè)上的應(yīng)用極為廣泛，尤其是在一些傳動(dòng)設(shè)備中，克林根貝爾格螺旋錐齒輪更是發(fā)揮了重要的作用。在克林根貝爾格螺旋錐齒輪的使用過(guò)程中其具有傳動(dòng)平穩(wěn)、噪聲低、振動(dòng)小能夠適應(yīng)高速傳動(dòng)要求等的特點(diǎn)，能夠承載較大的傳動(dòng)力矩和實(shí)現(xiàn)較大的傳動(dòng)比，是一種極為優(yōu)良的傳動(dòng)部件。在克林根貝爾格螺旋錐齒輪的制造過(guò)程中需要對(duì)輪齒的接觸區(qū)引起足夠的重視，本文將在分析克林根貝爾格螺旋錐齒輪接觸區(qū)特點(diǎn)及重要性的基礎(chǔ)上對(duì)如何做好克林根貝爾格螺旋錐齒輪接觸區(qū)的調(diào)整進(jìn)行分析闡述。

關(guān)鍵詞：克林根貝爾格螺旋錐齒輪；接觸區(qū)；修正

中圖分類(lèi)號(hào)：TH13 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

克林根貝爾格螺旋錐齒輪是我國(guó)廠在上世紀(jì)80年代所引進(jìn)的前西德的制造設(shè)備與制造技術(shù)，從而使得我國(guó)進(jìn)入了自己設(shè)計(jì)、制造克林根貝爾格螺旋錐齒輪的新階段。長(zhǎng)期的螺旋錐齒輪生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，螺旋錐齒輪接觸區(qū)非常重要。螺旋錐齒輪不是靠檢測(cè)齒輪精度，而是看接觸區(qū)是否滿(mǎn)足要求來(lái)確定一對(duì)錐齒輪是否為合格品。接觸區(qū)不良會(huì)導(dǎo)致齒輪傳動(dòng)不平穩(wěn)、有沖擊聲、噪音大甚至影響齒輪的使用壽命。針對(duì)克林根貝爾格螺旋錐齒輪生產(chǎn)過(guò)程中的接觸區(qū)超差問(wèn)題我廠采用對(duì)滾機(jī)對(duì)滾、研磨等的方法來(lái)對(duì)克林根貝爾格螺旋錐齒輪的接觸區(qū)進(jìn)行修正，但是采用此種方式需要對(duì)問(wèn)題錐齒輪進(jìn)行反復(fù)測(cè)試、修改，極大地影響了克林根貝爾格螺旋錐齒輪的生產(chǎn)效率。因此在克林根貝爾格螺旋錐齒輪的生產(chǎn)過(guò)程中急需一種方法來(lái)提高銑齒機(jī)對(duì)于錐齒輪接觸區(qū)的加工精度。

1.克林根貝爾格螺旋錐齒輪接觸區(qū)的特點(diǎn)及加工制造要求

接觸區(qū)主要指的是在兩個(gè)錐齒輪在嚙合時(shí)兩者之間實(shí)際相發(fā)生接觸的部分。不同齒制的螺旋錐齒輪對(duì)接觸區(qū)的要求各不相同，對(duì)于克林根貝爾格螺旋錐齒輪來(lái)說(shuō)其接觸區(qū)的位置主要分布在凸凹面的中部，當(dāng)錐齒輪輪齒承載后，其接觸區(qū)將沿著齒輪擴(kuò)展延伸?？肆指悹柛衤菪F齒輪受力前后其接觸區(qū)的變化如圖1所示。

通過(guò)對(duì)克林根貝爾格螺旋錐齒輪受載后接觸區(qū)發(fā)生的變化進(jìn)行分析可以得出，克林根貝爾格螺旋錐齒輪接觸區(qū)對(duì)于錐齒輪嚙合的穩(wěn)定性、平滑性以及使用壽命都有著極大的影響。為確保克林根貝爾格螺旋錐齒輪的生產(chǎn)質(zhì)量需要在生產(chǎn)過(guò)程中完成對(duì)于輪齒齒部滲碳淬火后（HRC58-62）對(duì)于熱處理過(guò)程中所導(dǎo)致的錐齒輪輪齒表面的輕微變形進(jìn)行刮削和必要的接觸區(qū)修正，提高錐齒輪的生產(chǎn)質(zhì)量。

在克林根貝爾格螺旋錐齒輪的生產(chǎn)過(guò)程中，為確保錐齒輪的加工質(zhì)量需要確保具有高精度的加工設(shè)備、合理的生產(chǎn)工藝等。此外在此類(lèi)錐齒輪的設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)于齒輪副中的兩個(gè)齒輪的輪齒數(shù)需要避免設(shè)計(jì)為5的倍數(shù)，這是由于在螺旋錐齒輪的加工過(guò)程中其內(nèi)刀盤(pán)、外刀盤(pán)的設(shè)計(jì)是5個(gè)刀頭的，當(dāng)輪齒數(shù)設(shè)計(jì)為5的倍數(shù)時(shí)將會(huì)導(dǎo)致輪齒加工時(shí)所產(chǎn)生的累積誤差無(wú)法消除，從而導(dǎo)致錐齒輪的輪齒加工誤差較大，其示意圖如圖2所示。

根據(jù)我廠對(duì)于克林根貝爾格螺旋齒輪的加工實(shí)踐表明，在齒輪的加工過(guò)程中總會(huì)存在一定的誤差，因此需要對(duì)加工完成的錐齒輪接觸區(qū)進(jìn)行必要的修正以確保其加工質(zhì)量。

2.克林根貝爾格螺旋齒輪接觸區(qū)修正原理及修正注意要點(diǎn)

2.1 克林根貝爾格螺旋齒輪接觸區(qū)修正的原理分析

克林根貝爾格螺旋齒輪在加工時(shí)為對(duì)接觸區(qū)進(jìn)行修正需要采用雙層刀盤(pán)的結(jié)構(gòu)，對(duì)于這兩個(gè)刀盤(pán)通過(guò)對(duì)其進(jìn)行偏心安裝從而使得刀盤(pán)中的銑刀片在不同的節(jié)圓半徑上排列，這就使得切削完成后的錐齒輪輪齒中的凸齒面比其凹齒面的曲率更高，同時(shí)使凸齒面產(chǎn)生一個(gè)鼓形。在螺旋齒輪輪齒表面形成凸齒面的鼓形當(dāng)兩個(gè)齒輪嚙合時(shí)，在其嚙合齒面上產(chǎn)生接觸區(qū)，接觸區(qū)的大小由鼓形量來(lái)控制，也就是由刀盤(pán)的偏心度來(lái)控制。輪齒表面所需要的鼓形增量的大小受到諸多因素的影響，比如說(shuō)錐齒輪的模數(shù)m、齒寬B、螺旋角角度等因素。在對(duì)克林根貝爾格螺旋齒輪輪齒進(jìn)行了試切后，如測(cè)試認(rèn)為接觸區(qū)的參數(shù)與預(yù)期不符，則可以通過(guò)與上述方式相一致的方法來(lái)對(duì)克林根貝爾格螺旋齒輪繼續(xù)進(jìn)行加工，以便對(duì)克林根貝爾格螺旋齒輪輪齒的接觸區(qū)進(jìn)行修正。對(duì)于錐齒輪輪齒表面的凹齒面和凸齒面印痕在齒的中部情況，齒頂、齒根完全脫開(kāi)，當(dāng)接觸區(qū)處于這一分布情況時(shí)其在受載的情況下外界作用與輪齒的作用力將會(huì)導(dǎo)致接觸區(qū)沿著輪齒的齒長(zhǎng)和齒高兩個(gè)方向進(jìn)行延伸。在對(duì)克林根貝爾格螺旋齒輪輪齒的接觸區(qū)進(jìn)行修正時(shí)，需要確保機(jī)床的加工精度是可靠的，同時(shí)需要對(duì)所需修正的參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)、準(zhǔn)確地測(cè)定，以確保錐齒輪修正的準(zhǔn)確性。

在克林根貝爾格螺旋齒輪輪齒接觸區(qū)修正可以通過(guò)改變以下參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)：（1）機(jī)床距安裝定角的改變；（2）刀盤(pán)裝定角的改變；（3）安裝錐角的改變；（4）偏心距的改變；（5）刀具壓力角的改變；采用何種參數(shù)以實(shí)際情況為準(zhǔn)。

當(dāng)錐齒輪副中的凸齒面接觸區(qū)位置正確，凹齒面的接觸區(qū)偏差無(wú)法正確嚙合時(shí)，可以通過(guò)改變刀盤(pán)裝定角方式加以實(shí)現(xiàn)。當(dāng)錐齒輪的接觸區(qū)呈對(duì)角分布時(shí)，可以通過(guò)改變機(jī)床距裝定角或是改變刀盤(pán)裝定角的方式加以實(shí)現(xiàn)。對(duì)于錐齒輪凸凹齒面接觸區(qū)不在輪齒中間的情況時(shí)，可以通過(guò)在小齒輪上同時(shí)改變機(jī)床距裝定角=和刀盤(pán)裝定角的修正方式或是在共軛的一對(duì)輪上分別增大或減小刀盤(pán)裝定角來(lái)加以實(shí)現(xiàn)。對(duì)于接觸區(qū)位置尚可，但齒頂與齒根在嚙合的過(guò)程中無(wú)法完全脫開(kāi)，從而造成齒輪磨損加劇并伴隨有刺耳噪聲的問(wèn)題修正時(shí)，可以采用以下四種方法：①安裝錐角δE比切齒單的數(shù)據(jù)增大0.15°～0.2°；②改變展成深度Tw值（增大或減?。虎鄹淖冃↓X輪的安裝距；④采用楔形墊片，改變刀具的壓力角等的方式。

結(jié)語(yǔ)

克林根貝爾格螺旋齒輪接觸區(qū)加工時(shí)錐齒輪加工的重點(diǎn)也是難點(diǎn)，本文在分析錐齒輪加工誤差的基礎(chǔ)上對(duì)接觸區(qū)的修正方法進(jìn)行了分析闡述。

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