斜齿轮铣削

一、实训要求

(1)斜齿轮的相关知识;

(2)正确选用斜齿轮用铣刀;

(3)斜齿轮的测量方法;

(4)斜齿轮的加工步骤及加工注意事项。

二、实训内容

1.斜齿圆柱齿轮优点及应用

斜齿圆柱齿轮是螺旋齿轮中的一种,只有两轴平行时,才称为斜齿圆柱齿轮(图3.8-3)。它有以下几个优点:

图3.8-3 X6132型铣床上铣斜齿轮

(1)传动时接触的齿数较多,传动均匀噪声较小。

(2)能传递较大的动力。

(3)可以用于两轴相互平行或两轴成任意角度而不相交的情况。

所以螺旋齿轮应用比较广泛,尤其斜齿圆柱齿轮用得较多,在近代的高速传动受冲击力大的传动和大马力的传动中,如电动机的直接传动、柴油机的齿轮传动等都要用到斜齿圆柱齿轮,机床的立铣头中也用到了斜齿圆柱齿轮的传动。

斜齿圆柱齿轮相当于一个扭曲的直齿圆柱齿轮,如果自其分度圆处展开,这时的情形如图3.8-4所示。

图3.8-4 斜齿圆柱齿轮展开图

2.斜齿圆柱齿轮各部名称及相互关系

法向模数mn——它是斜齿圆柱齿轮的基本参数,其意义与直齿圆柱齿轮的模数一样,不过它是在垂直于螺旋齿的截面上每个牙齿所占的分度圆直径长度。它是计算斜齿圆柱齿轮各部尺寸的主要依据,并用以选择铣刀。

法向周节tn——在垂直于螺旋齿的截面上,相邻两齿的对应点在分度圆周上的弧长。它与法向模数的关系是:

tn＝πmn

端面周节ts——在垂直于轴线的平面上,相邻两齿的对应点在分度圆周上的弧长。由图3.9-4中的几何关系得到端面周节与法面周节的关系:

ts＝tn/cosβ

端面模数ms——在垂直于轴线的平面上,每个齿所占分度圆直径长度。它等于端面周节与π的比值,即

螺旋角β——与螺旋线的螺旋角定义相同。

tanβ＝πD/T

导程T——与螺旋线的导程定义相同。

中心距A——它为两互相啮合的斜齿圆柱齿轮节圆半径之和(两斜齿圆柱齿轮啮合时,β角相等)。

其他的名称如齿全高、齿顶高、齿根高、齿厚、齿隙等,它们的定义均和直齿圆柱齿轮一样,但都是根据法向模数来计算的。

节圆、顶圆、根圆的定义仍和直齿圆柱齿轮相同,但计算分度圆时要用ms。

3.当量齿数与铣刀的选择

由于斜齿轮的齿槽是螺旋槽,在卧铣铣床上铣螺旋槽时,必须转动一螺旋角β使铣刀的旋转平面与螺旋槽的方向一致。在铣削斜齿圆柱齿轮时也应如此。也就是说,在齿轮法向截面里,齿槽的截形与铣刀刀齿的截形相同。对于斜齿圆柱齿轮,在垂直于螺旋线方向(即法向)将它切开,就得到一个椭圆(图3.8-5)。

图3.8-5 斜齿圆柱齿轮的法向齿形

在图中切点P处的齿形就是法向齿形,而通过P点的圆不是斜齿轮的分度圆。假设通过P点作一个圆,使这个圆的弯曲程度(曲率)和P点附近的椭圆弯曲程度相等,以这个圆来当作齿轮的分度圆,那么按照法面齿形布满这个分度圆周的齿数称为当量齿数zv,由数学可以证明:

式中 z——实际齿数;

β——螺旋角。

这样,在铣削斜齿圆柱齿轮时,仍用直齿圆柱齿轮铣刀,但铣刀的号数必须根据斜齿轮的当量齿数来选择。

4.斜齿圆柱齿轮的测量

1)测量齿厚

测量方法与直齿圆柱齿轮一样,但卡尺必须沿着螺旋线的垂直方向测量,即在法向平面内测量,计算时也必须按法向模数mn和当量齿数代入公式。

测量分度圆弦齿厚和弦齿高的计算公式如下:

式中 sn——法向分度圆弦齿厚;

hn——法向分度圆弦齿高。

当量齿数是小数时,可四舍五入,再从“分度圆弦齿厚和齿顶高”表中查出系数,然后与法向模数相乘就得到sn和hn。

由于分度圆弦齿厚和弦齿高计算麻烦(与齿数有关),一般多用固定弦齿厚和弦齿高,其公式如下:

sn＝1.387mn

hn＝0.7476mn

2)测量公法线长度

斜齿圆柱齿轮公法线长度只能在法面上测量,所以计算斜齿圆柱齿轮公法线长度所用的模数、压力角也应该是法向模数和压力角。

三、实训图样(图3.8-6)

图3.8-6 斜齿圆柱齿轮工作图

四、实训步骤

(1)看图3.8-6了解各个参数,技术条件等。

如工艺要求:mn＝3.5 z＝25 α＝20°

旋向:右

精度:9-Dc JBIT9-81

齿数z＝4

公法线长度＝

(2)计算:

①导程L斜齿轮的螺旋角U是指分度圆的螺旋角,所以斜齿轮的导程L要根据分度圆直径计算。

②挂轮:查表得。

③选刀按当量齿数查出选用21～25范围的m＝3.5的4＃刀,在图中螺旋角一行找到齿宽,在齿数一行找到25,两条线的交点正好在5号刀范围内。(按齿轮的实际齿数查表)

④分度手柄转数:n＝。

⑤铣削深度:齿全高h＝h1＋h2。

注:

①公法线长度的补充进刀值当压力角α＝20度时,按此公式计算:L＝1.462(L1－L2)

②安装,校正,分度头及尾座与铣正齿轮相同。

③安装配换挂轮,检查导程。

④校正安装心轴与铣正齿轮相同。

⑤检查,安装齿坯并划中心线。

⑥扳转螺旋角,调整工作台,安装铣刀。

⑦调整分度手柄及分度叉。

⑧对中心:有两种方法,先调整工作台转角再对中心和先对中心再调整工作台转角。实践证明采用前一种对刀方法精度高。(可避免因齿坯轴线不通对转台中心而造成的偏差)

⑨选择铣削用量。

⑩试铣:全面检查以上准备工作准确无误后进行试铣,试铣合格后开始正式铣削。

五、注意事项

(1)挂轮间隙要适当,主、被动轮不要颠倒,并且先进行试铣以观察配换齿轮、导程、分度等是否正确。

(2)挂轮外端不能压死衬套,防止在铣削中挂轮脱落。

(3)分度盘定位销和主轴刹紧手柄必须松开。

(4)因工作台扳转一个螺旋角,铣削前要检查前后左右是否撞车。

(5)加工中发现异常现象要立即停车。

(6)防止衣袖或其他东西卷入挂轮。

(7)退刀时必须下降工作台。

(8)铣铸铁不加冷却液。