圆弧齿齿轮是否可以采用等高齿

2020-06-06 16:55:22 wfzhutong.com 558

    圆弧等高齿的大轮如果采用双面法加工,其齿底槽宽就等于大轮刀盘的错刀距,它很容易造成齿槽的不正常收缩,圆弧等高齿为了使齿槽正常收缩,刀盘半径 rC、节锥距 A、中点螺旋角 ψ 必须满足公式 rC = Asin ψ,否则,必须用修正齿根角来予以补偿。因为刀盘直径只有 3. 5″、6″、7. 5″、9″、12″、 16″、18″等几种规格,所以大部分圆弧齿锥齿轮都要用齿根角来修正轮齿锥度。 最后我们来说明摆线等高齿为什么会比圆弧收缩齿更适合干切,锥齿轮干切技术是 Klingelnberg - Oerlikon公司根据德国切削物理学家Carl. J. Salomon 所提出的所罗门原理而于 1997 年开发的。所罗门原理认为被加工材料都有一个临界切削速度,在切削速度达到临界速度之前,切削温度和刀具磨损随着切削速度增大而增大,当切削速度超过临界速度之后,切削刃口的温度开始随切削速度增大而降低,刀具磨损随切削速度增大而减小。我们知道,通常锥齿轮湿切时切削速度只有 50 ~ 60 m /min,而干切的切削速度至少要超过 200 m /min 以上。干切具有以下优点:

 a. 加工效率比湿切要提高 6 ~ 8 倍。 

b. 齿轮加工精度要提高 2 级以上。 

c. 齿面粗糙度可以达到 0. 8μ。 

d. 硬质合金涂层刀具每刃磨一次可以加工几百甚至上千个零件。 

e. 环保,属于绿色加工。


       显然,圆弧收缩齿的传统五刀法加工的机床、刀 具、切削速度是不能干切的,只有新的切削系统和全工序法才能干切。全工序法干切圆弧收缩齿的情况,加工时所有刀齿都通过一个齿槽,加工完该齿槽后分度再加工第二个齿槽。因为干切的刀齿很密,速度很快,容易造成容屑槽不够,把切屑焖在里面出不来而引起齿轮发热。摆线等高齿是用连续滚铣的方法切齿,任何时候每个齿槽里都只有一个内刀和一个外刀,不管切削速度多高,都不会出现容屑槽不够的情况。 摆线等高齿既然有这么多优点,Gleason 当年为什么不采用呢,Oerlikon 公司 1949 年就开始生产摆线等高齿机床,为什么在 20 世纪没有成为车桥齿轮的首选呢,这个问题必须历史地看待,在没有计算机的年代,摆线等高齿的计算要比圆弧收缩齿复杂得多,刀盘制造和刃磨的难度也大得多,而且其工件转速与刀盘转速是关联的,其齿面粗糙度没有圆弧收缩齿好控制,因此它在汽车行业的普及率一直都不如圆弧收缩齿。它今天的成功主要得益于 Oerlikon 公司两次重大的创新,一次是 1968 年发明了条形刀具,另一次是 20 世纪 90 年代与德国 Klingelnberg 公司重组之后于 1997 年发明了干切削。是干切削技术的实现把摆线等高齿的优越性充分地展现出来,使它超越圆弧收缩齿成了车桥齿轮的首选。现在,在欧美先进国家,除了需要磨齿的高档车桥齿轮( 约 10% ~ 15% )采用圆弧收缩齿外,其余的车桥齿轮都以摆线等高齿为主。

       在中国推广摆线等高齿和干切削还存在很多困难,最主要的有三点: 一个是干切对材料和热处理的要求比湿切的高; 第二是刀具制造和刃磨比圆弧收缩齿 Hardac 刀盘困难; 第三是机床结构和技术要求比湿切机床要高得多。但摆线等高齿是汽车齿轮的发展方向,这个观念已为国内锥齿轮制造者所认可,并都在积极地向这方向努力。在不久的将来,摆线等高齿也会取代圆弧收缩齿成为汽车齿轮的首选。


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