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             鼓形齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算與加工
                劉宗軍，劉軼歐，王忠義，鄧棗花，鄧雪飛
   1、鼓形齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算
  鼓形齒輪用于齒輪聯(lián)軸器，這類聯(lián)軸器偏斜角一般可達(dá)5°，而普通齒輪聯(lián)軸器偏角僅為30’。鼓形齒輪的齒側(cè)鼓量大小決定這類聯(lián)軸器偏斜角大小，鼓形齒輪的齒形軸向圓弧r與齒輪頂圓半徑R可以是同心(偏斜角較小時)或不同心(偏斜角較大時)見圖1。不同心時,輪齒兩端面的全齒深不應(yīng)超過滾刀允許加工深度。

圖 1
鼓形齒輪兩端面齒高修正的確定：如圖2, R與rg,r不在同一中心時，在鼓形齒的邊緣全齒深加深△h，齒輪滾刀非切削部分與被加工齒頂干涉，不能切削，必須進(jìn)行核算。

                   圖 2                                    圖 3
  計(jì)算如下(見圖2、圖3)
  在

中：

在

中：

齒的邊緣高度之差：

必須滿足：

。如果滿足不了計(jì)算須倒角。
根據(jù)鼓形齒輪擺動角α求b／2。

  式中：R--齒頂圓弧半徑；  rg--齒分度圓弧半徑；
       r--齒根圓弧半徑；   r1一由O2至齒頂圓弧距離；
       r2--修正后O2至齒頂圓弧距離；
       X1--O1至齒頂弦距離；    X2--O2至al點(diǎn)距離；
       l--rg、r與R中心移距；   B--齒寬；
       α--鼓形齒輪工作擺動角；
      b／2--為了滿足齒頂定位鼓形齒倒角起點(diǎn)與齒寬中心線距離；
      △h--鼓形齒輪修正倒角高度；
      0．25--滾刀減去零件全齒高多余的切削部分深度；
      m--模數(shù)；
    b／2處全齒高允許2．35m。
    2、鼓形齒輪加工
  滾切鼓形齒輪時，要求走刀按圖給圓弧曲線進(jìn)行，在滾齒機(jī)上通常采用刀架垂直運(yùn)動和機(jī)床立柱(或工作臺)水平移動組合成走刀所需的圓弧曲線軌跡，按模數(shù)和直徑大小鼓形齒輪分別采用機(jī)械靠模法，電跟蹤仿型法和液壓跟蹤仿型法三種方法加工。
  (1)機(jī)械靠模法
  選用設(shè)備為滾齒機(jī)，使用夾具見圖4，這里加工鼓形齒輪規(guī)范為：m≤6，De≤300，精度可達(dá)8級，粗糙度Ra=1．6，滾刀中心線至工作臺中心線距離A=180～230mm。

  ①夾具結(jié)構(gòu)使用說明(見圖4)：連接架l0固緊在刀架上跟隨刀架移動，支架9以燕尾槽型式與連接架l0結(jié)合，滾子1連接在支架9上(螺釘8用以調(diào)整滾子1與模板2的相對位置)，螺桿5調(diào)整彈簧6使模板2(通過工作臺與架3等)與滾子1緊貼。
  ② 切齒找正：零件裝在心軸7上找正后調(diào)整滾刀軸線與零件最大直徑至同一平面上，然后通過螺釘8，調(diào)整滾子1至模板的中線位置，刀具在上方以手輪調(diào)整切深，分二次走刀切齒至要求。
  (2)電跟蹤仿型法
  選用設(shè)備為滾齒機(jī)，使用電跟蹤裝置見圖5。

              圖5 電跟蹤仿型示意圖
  ① 電跟蹤仿型加工鼓形齒裝置由電器、機(jī)械傳動和模板三部分組成，切齒時零件轉(zhuǎn)動，滾刀旋轉(zhuǎn)，并自動垂直送刀，以模板弧線觸動電感測量頭，通過電感比較儀和繼電控制裝置，使繼電接觸裝置發(fā)生動作，指令電機(jī)開閉從而通過減速器帶動立柱作間歇性前或后移動。
  ② 主要操作過程：
  a．零件找正后進(jìn)行對刀，使?jié)L刀中心線與工件齒寬中心在一個平面上，通過機(jī)床立柱上標(biāo)尺讀數(shù)，記錄滾刀中心高度作為以后升降滾刀基點(diǎn)。
  b．粗切齒：粗切齒同一般直齒齒輪加工方法一樣，切制成直槽，在齒厚留余量△S，再在工件齒寬上端面和下端面各臥一刀，臥刀深度為

(見圖7)。

          圖 6                            圖 7
  C．精切齒：將滾刀中心線和零件中心線距離調(diào)至精切齒槽的位置，提升滾刀直至與零件上端面不接觸為止(但要超過H值)，再徑向進(jìn)刀，進(jìn)刀量為t+1.37△s。消除立柱水平移動手把的絲杠與絲母的間隙，開始垂直直線送刀切齒，當(dāng)滾刀下降至滾刀基點(diǎn)之上H值，把電感測量頭觸在模板下端H值上，使電感比較儀指針指“0”位，開始電跟蹤仿形切齒，當(dāng)切齒至零件齒寬中心時(即電感測量頭位于模板“0”位)，將繼電接觸裝置中開關(guān)打到立柱前進(jìn)位置，在立柱后邊頂上千分表，用手點(diǎn)動電機(jī)消除立柱前進(jìn)方向的間隙，直到千分表擺動為止，繼續(xù)利用電跟蹤仿形切齒。當(dāng)電感測量頭走到模板上邊的H值時，即切齒完畢，撤掉電感測量頭。
  ③ 模板(見圖6、7)
  a)．模板圓弧半徑R靠:

  式中：r'--產(chǎn)品圖給出的齒根圓弧半徑；
       △--齒厚削薄量。
   b)．模板標(biāo)記H及t值
     H值:
   在

在

取

(取整數(shù))
     t值:
  在H值的范圍內(nèi)任取一段H'，這時滾刀的中心為O'切深為t'.

---(1)
在直角

中:

         ----(2)
  將(2)式代入(1)式

H'為在H中的任意一點(diǎn)，因此在H處的切深t應(yīng)為

   B點(diǎn)對平面A，必須是最高點(diǎn)。
   模板圓弧面C，必須光滑最好是車加工。
  (3).液壓仿型法
  選用設(shè)備為滾齒機(jī)，加工原理參看圖8，本液壓仿型原理與一般液壓仿型刀架相同，油缸移動立柱
(立柱重量大、要求仿型速度較低約為 =0.04～0.08mm／min，所以極易爬行，為求得較好的工作平穩(wěn)性，須選用剛性較好的正開口四邊閥)，P為油泵的壓力油進(jìn)口，O為回油口，A、B為油缸的前后兩腔，閥芯閥套的四個邊l、2、3和4為四個控制邊口，當(dāng)觸頭(閥芯)向右移動時l、3口開，壓力油自3口進(jìn)入A腔，B腔的油自l口流回油箱，此時活塞桿亦向相同方向移動帶動立柱，刀架和閥套同時移動，直到開口量減少至零達(dá)到閥芯閥套平衡(當(dāng)觸頭向左移動時,立柱刀架和閥套則向左移動)。

               圖8 液壓仿型示意圖
  主要操作過程：
  ① 調(diào)靠模的上下位置，使?jié)L刀軸線對準(zhǔn)齒寬中心，同時使觸點(diǎn)對準(zhǔn)靠模零點(diǎn)(即圓弧中心位置)。
  ②進(jìn)刀時，  調(diào)整靠模朝零件作徑向移動，立柱即通過跟蹤閥作用隨之進(jìn)刀(進(jìn)刀量用干分表控制)。
  ③ 當(dāng)需要快速引進(jìn)或后退立柱時，可通過搬動曲柄K的前后位置，使閥芯向右或向左獲得較大的開口
量，從而使活塞桿快速移動帶動立柱快速引進(jìn)或后退。
    3、結(jié)束語
  鼓形齒輪聯(lián)軸器在機(jī)床、冶金、輕工、通用機(jī)械上的應(yīng)用越來越廣泛。它具有偏斜角大，對安裝角度要求不高等優(yōu)點(diǎn)。因此研究鼓形齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算與加工具有重要深遠(yuǎn)意義。

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