圓柱齒輪測(cè)繪的方法研究與實(shí)踐

孫鵬

齒輪在機(jī)械傳動(dòng)及整個(gè)機(jī)械領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛。齒輪一般成對(duì)更換使用，但是優(yōu)于特殊情況也不得不進(jìn)行測(cè)繪加工，而測(cè)繪的目的是根據(jù)實(shí)物確定制造時(shí)所需要的尺寸和參數(shù)，同時(shí)也可以根據(jù)齒輪嚙合的規(guī)律計(jì)算出齒輪的參數(shù)進(jìn)行驗(yàn)算。本文通過(guò)生產(chǎn)實(shí)例研究圓柱齒輪的測(cè)繪和計(jì)算，進(jìn)一步學(xué)習(xí)和了解圓柱齒輪的測(cè)繪方法、計(jì)算過(guò)程和驗(yàn)算辦法。

背景：某公司購(gòu)置一臺(tái)日本MAKINO牧野二手銑床，該銑床所有電機(jī)均被拆卸掉，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查該銑床主軸齒輪丟失，設(shè)備存在一個(gè)齒輪不能確定與哪個(gè)軸上的齒輪嚙合，現(xiàn)需要對(duì)該設(shè)備進(jìn)行維修和數(shù)控改造，擺在面前的難題主要是確定已知齒輪嚙合位置及根據(jù)主軸已知齒輪及安裝位置設(shè)計(jì)加工與之齒合的齒輪。

分析：首先要對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢查，測(cè)繪主軸缺失齒輪與之嚙合齒輪的主要參數(shù)，其次對(duì)不確定位置的齒輪進(jìn)行測(cè)繪和驗(yàn)算。通過(guò)測(cè)繪已知的齒輪，找出原設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，主要有模數(shù)m、刀具齒形角a、外徑等，這些參數(shù)有些可以直接測(cè)量，而有些需要進(jìn)行計(jì)算確定，并且不同國(guó)家、不同工廠采取的嚙合制不一樣參數(shù)也不一樣，所以測(cè)繪和計(jì)算是一個(gè)比較復(fù)雜的工作，特別是缺失另一個(gè)配件或者是磨損嚴(yán)重的，對(duì)測(cè)繪工作就更加困難，進(jìn)而會(huì)影響加工后的齒輪的嚙合以及傳動(dòng)精度。存在的主要難點(diǎn)：是確定齒輪是公制還是英制。那么公制齒輪與英制齒輪主要有什么區(qū)別呢，經(jīng)查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)主要存在以下區(qū)別：

1.公制齒輪用模數(shù)表示齒形大小，英制齒輪用徑節(jié)表示。

2.標(biāo)準(zhǔn)公制齒輪壓力角為20度，標(biāo)準(zhǔn)英制齒輪壓力角為15度。

3.公制齒輪齒形顯得較為矮胖，英制齒輪齒形顯得較為高瘦。

解決方案：首先確定齒輪是公制還是英制齒輪，通過(guò)用齒形卡板、滾刀試滾等方法確定，經(jīng)測(cè)量已知齒輪屬于公制齒輪。

再測(cè)量其他參數(shù)并根據(jù)公式進(jìn)行計(jì)算和驗(yàn)證：

首先查閱機(jī)械加工手冊(cè)

對(duì)齒輪齒數(shù)，齒頂圓直徑，兩個(gè)齒輪嚙合之間的中心距進(jìn)行初步測(cè)量。獲得以下數(shù)據(jù)：

1、已知齒輪1齒數(shù)為48，齒頂圓直徑d=125mm，齒輪1與齒輪2之間的中心距為a=97.5mm，根據(jù)以上信息求齒輪2的各項(xiàng)參數(shù)。

解：根據(jù)題意，兩個(gè)嚙合的齒輪模數(shù)相同，根據(jù)模數(shù)公式

得即齒輪2的齒數(shù)為30

齒頂圓直徑da=（z+2）m=（30+2）x2.5=80mm

經(jīng)測(cè)量齒輪2，齒數(shù)為30，齒頂圓直徑為79.8mm，驗(yàn)證符合1

2、已知齒輪1齒數(shù)為39，齒頂圓直徑為123.5mm，齒輪1距離頂端距離為85mm，120mm孔距離頂端距離為195mm，齒輪2通過(guò)孔與齒輪1嚙合，現(xiàn)求齒輪2的各項(xiàng)參數(shù)。

按照計(jì)算參數(shù)設(shè)計(jì)齒輪2并加工，安裝調(diào)試后齒輪嚙合正常，運(yùn)行平穩(wěn)，設(shè)備能夠正常使用。

結(jié)語(yǔ)：本文通過(guò)生產(chǎn)實(shí)際，研究解決問(wèn)題進(jìn)一步學(xué)習(xí)了齒輪的測(cè)繪方法和技巧，當(dāng)然測(cè)繪齒輪屬于標(biāo)準(zhǔn)的齒輪，未涉及變位和斜齒輪，相對(duì)減輕了設(shè)計(jì)困難和加工難度。