弧齒錐齒輪加工原理簡(jiǎn)明講義.doc

弧齒錐齒輪加工原理簡(jiǎn)明講義一、 弧齒錐齒輪及弧齒錐齒輪嚙合的基本概念二、 弧齒錐齒輪加工方法及設(shè)備的發(fā)展歷程三、 弧齒錐齒輪加工原理內(nèi)容詳述四、 坐標(biāo)軸式弧齒錐齒輪加工機(jī)床與傳統(tǒng)加工機(jī)床的區(qū)別五、 小模數(shù)弧齒錐齒輪設(shè)計(jì)及幾何計(jì)算六、 小模數(shù)弧齒錐齒輪調(diào)整計(jì)算七、 小模數(shù)弧齒錐齒輪加工及接觸區(qū)的調(diào)整原理八、 弧齒錐齒輪檢驗(yàn)及相關(guān)影響精度的各種原因第一章 弧齒錐齒輪及弧齒錐齒輪嚙合的基本概念齒輪的種類有很多五花八門。從齒形上分有漸開線齒輪、圓弧齒輪和其他曲線齒輪。從齒向上分有直齒齒輪、斜齒齒輪和圓弧齒齒輪。還有一類比較特殊的齒輪就是我們?cè)谙旅鎸⒁榻B到螺旋錐齒輪。螺旋錐齒輪目前我們能接觸到的主要有兩種，一個(gè)是圓弧齒錐齒輪（也叫收縮齒錐齒輪），另一個(gè)就是延伸外擺線錐齒輪（也叫等高齒錐齒輪）。下面我們主要討論的是圓弧齒錐齒輪。首先我們介紹3個(gè)名詞：模數(shù)模數(shù)是齒輪的一個(gè)基本參數(shù)，通俗講模數(shù)越大，齒輪的齒距就越大，齒輪的輪齒及各部分尺寸均相應(yīng)增大。當(dāng)一個(gè)齒輪的齒數(shù)為Z，分度圓直徑為D，分度圓上的齒距為P時(shí)，則其分度圓的周長(zhǎng)應(yīng)為：D=PZ。則該齒輪的分度圓直徑為： D=PZ/ 上式中含有無(wú)理數(shù)，為了設(shè)計(jì)和制造的方便，我們規(guī)定M= P/，稱M為模數(shù)。圓弧齒錐齒輪以大端模數(shù)作為齒輪的公稱模數(shù)。螺旋角圓弧齒錐齒輪齒面節(jié)線上任意一點(diǎn)的切線與該點(diǎn)向量半徑之間的夾角，我們稱之為該點(diǎn)的螺旋角。而我們平常所稱弧齒錐齒輪的螺旋角實(shí)際為該齒輪節(jié)線中點(diǎn)的螺旋角(圖1-1)。 圖1-1 圓弧齒錐齒輪的螺旋方向即為：從齒輪正面對(duì)著齒面看，輪齒中點(diǎn)到大端的齒線是順時(shí)針?lè)较虻姆Q為右旋齒，輪齒中點(diǎn)到大端的齒線是逆時(shí)針?lè)较虻姆Q為左旋齒(圖1-2)。我們要記住一對(duì)相嚙合的弧齒錐齒輪，一定是其螺旋方向相反，而螺旋角的數(shù)值相等。螺旋方向的選擇一般是使其軸向力的作用方向離開錐頂，使一對(duì)齒輪在傳動(dòng)過(guò)程中有分離傾向，從而使齒側(cè)間隙增大，輪齒不至于卡住。 圖1-2 節(jié)線（節(jié)面）(圖1-3、圖1-4)對(duì)于齒輪來(lái)說(shuō)，無(wú)論是圓柱齒輪還是圓錐齒輪都可以抽象成兩個(gè)圓柱體或圓錐體之間的純滾動(dòng)。它們的半徑由所要求的速度比值決定，此半徑所確定的圓稱為節(jié)圓，所確定的圓錐母線稱為節(jié)線。 圖1-3 圖1-4弧齒錐齒輪嚙合屬于空間嚙合?；↓X錐齒輪傳動(dòng)與直齒圓錐齒輪傳動(dòng)相比，其優(yōu)點(diǎn)是：承載能力高，嚙合平穩(wěn)，對(duì)安裝誤差的敏感性小及噪音低等。其齒面接觸痕跡局限在一定的高度和長(zhǎng)度上。在理論上，傳動(dòng)的兩個(gè)齒輪的齒面是點(diǎn)接觸。但是，由于輪齒的彈性變形，兩齒面在每一瞬時(shí)沿某一小面積接觸。錐齒輪副在傳動(dòng)時(shí)相當(dāng)于一對(duì)摩擦錐作純滾動(dòng)，這對(duì)摩擦錐稱為錐齒輪副的節(jié)錐，它是錐齒輪副相對(duì)運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)軸繞齒輪軸線旋轉(zhuǎn)而形成的。兩個(gè)摩擦錐的公切面稱為錐齒輪副的節(jié)平面。齒輪軸線與節(jié)平面的夾角，即節(jié)錐的半錐角稱為錐齒輪的節(jié)錐角。兩齒輪軸線之間的夾角稱為錐齒輪副的軸交角。節(jié)錐母線上任意一點(diǎn)到節(jié)錐頂點(diǎn)的距離稱為該點(diǎn)的錐距。錐齒輪副兩個(gè)節(jié)錐的頂點(diǎn)是重合的。我們結(jié)合圖1-5做以說(shuō)明。兩個(gè)錐齒輪嚙合時(shí)，它們的軸線OU和OV相交，它們的節(jié)錐沿母線接觸而純滾動(dòng)（圖1-5）。節(jié)錐的錐頂半角1和2 叫做節(jié)錐角。兩軸線間的夾角為=1 +2 ，角平常一般為90。錐齒輪大端的端面也是圓錐面，這個(gè)圓錐叫做背錐。節(jié)錐和背錐的交線是一個(gè)圓，叫做節(jié)圓，它們的直徑為 d1 = mz1； d2 = mz2；式中m兩齒輪的大端模數(shù)；z1小齒輪的齒數(shù)；z2大齒輪的齒數(shù)。 圖1-5 兩齒輪的傳動(dòng)比為 i12=（1/2）=（d2/d1）=（z2/z1）=（sin2/sin1）當(dāng)=90時(shí)， tg1=（d1/d2）=（z1/z2）=1/ i12 2 = 90-1 節(jié)錐母線OA的長(zhǎng)度 Le=（d12+d22）/2 = m（Z12+Z22）/2齒圈寬度 b=（1/4 1/3）Le ；中點(diǎn)錐距（齒圈中點(diǎn)到錐頂?shù)木嚯x） L=Le-0.5b 在這里，我們要說(shuō)明一對(duì)錐齒輪的平面齒輪齒數(shù)zc的意義，在圖1-5中，我們可以設(shè)想有一個(gè)圓形平面，其軸線OC是與兩齒輪的軸線OU和OV在同一平面內(nèi)，并與兩齒輪節(jié)錐的共同母線OA垂直，其半徑等于Le;那么，當(dāng)兩節(jié)錐各繞軸線OU和OV旋轉(zhuǎn)而純滾動(dòng)時(shí)，這個(gè)圓形平面也將繞軸線OC旋轉(zhuǎn)而與兩節(jié)錐一同純滾動(dòng).實(shí)際上，這個(gè)圓形平面就是一個(gè)平面齒輪的節(jié)面，而這個(gè)平面齒輪能與錐齒輪1或2嚙合傳動(dòng)，因此它的大端模數(shù)也是m.若令平面齒輪的齒數(shù)為zc ，則 mzc =2 Le所以，將前面的Le值代入上式，即得 zc=z12+z22同時(shí)可以得到sin1 =(d1/2)/Le= z1 / zc ;sin2 =(d2/2)/Le= z2 / zc ;第二章 弧齒錐齒輪加工方法及設(shè)備的發(fā)展歷程1874年，威。格里森首先發(fā)明了直齒錐齒輪的加工原理，于1875年試制成功第一臺(tái)直齒錐齒輪刨齒機(jī)，首先使用了仿形法加工直齒錐齒輪的加工方法。1904年，比爾提出雙刀盤銑齒法加工直齒錐齒輪的基本原理，后被格里森公司所采用，最初在NO2A上加工。1905年用刨齒法（滾切法）加工直齒錐齒輪。1913年，格里森公司發(fā)明了弧齒錐齒輪加工原理，采用單面法加工。1925年，格里森公司發(fā)明了加工準(zhǔn)雙曲面齒輪的加工方法。1930年，格里森公司發(fā)明了弧齒錐齒輪用磨齒的方法，提高了精度。零度錐齒輪采用磨齒后，可代替直齒錐齒輪，用于航空工業(yè)，促進(jìn)航空工業(yè)的發(fā)展。1934年1935年，弧齒錐齒輪、零度錐齒輪及準(zhǔn)雙曲面錐齒輪傳動(dòng)副中大輪采用成形法加工，其生產(chǎn)率可比滾切法提高45倍，園拉刀盤轉(zhuǎn)一周就能加工一個(gè)齒，所以通常也稱做單循環(huán)法。拉刀盤的刀片在直徑方向一個(gè)比一個(gè)高，園拉刀的第一個(gè)刀片與最后一個(gè)刀片之間的空擋是用于分齒的。1936年后期發(fā)明了直齒錐齒輪Revacycle拉齒法，用于大量生產(chǎn)，這種加工方法使用一把大直徑銑刀盤，刀盤上裝有粗切刀片和半精切刀片、精切刀片，加工一個(gè)齒的時(shí)間僅需要三秒鐘。刀盤轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)加工一個(gè)齒，其相應(yīng)的機(jī)床為格里森的NO8直齒錐齒輪拉齒機(jī)。1950年初，為了發(fā)展萬(wàn)能性機(jī)床適用于小批生產(chǎn)，提出了統(tǒng)一刀盤法。其是在NO106，NO116銑齒機(jī)上使用一把雙面銑刀盤，采用單面回轉(zhuǎn)法加工大小輪兩齒面，減少刀盤數(shù)目，調(diào)整計(jì)算簡(jiǎn)單，適用范圍較廣。五十年代中期，采用螺旋成形法加工傳動(dòng)副中的大輪。大輪粗切在粗切機(jī)上加工，精切在NO112拉齒機(jī)上加工。后來(lái)格里森公司制造出NO606、NO607、NO608、NO609拉齒機(jī)。適用于大批量生產(chǎn)。六十年代至八十年代中期，格里森公司逐步使其生產(chǎn)的機(jī)床數(shù)控化，如NO116 CNC 等。但其機(jī)床結(jié)構(gòu)沒(méi)有變化，只是取消了機(jī)械機(jī)床的中間傳動(dòng)鏈。八十年代末至今，格里森公司相繼開發(fā)了革命性的鳳凰系列銑齒機(jī)。其在結(jié)構(gòu)上與傳統(tǒng)機(jī)床有著革命性的改變，為坐標(biāo)軸式全數(shù)控機(jī)床。結(jié)構(gòu)大大簡(jiǎn)化，自動(dòng)化程度大大提高。天津精誠(chéng)公司于2002年針對(duì)于小模數(shù)弧齒錐齒輪的加工，成功研制出國(guó)內(nèi)外首臺(tái)YH603系列坐標(biāo)軸式數(shù)控弧齒錐齒輪銑齒機(jī)。加工方法概述：事實(shí)上弧齒錐齒輪的加工方法就是兩種，即成形法和展成法。齒輪的加工不論是何種機(jī)床（滾、插、銑等等），基本都可以歸為兩類一是成形法，就是利用成型的刀具直接加工出齒輪的齒形的方法，其加工刀具的軸剖面齒形應(yīng)與被加工齒輪齒槽的形狀相同（圖2-1）。另一個(gè)就是展成法（范成法），是目前齒輪加工中應(yīng)用得最廣泛的方法，它是利用一對(duì)齒輪嚙合或齒輪與齒條嚙合的原理來(lái)加工齒輪的，也就是利用包絡(luò)法展成齒面的原理來(lái)加工齒輪齒廓（圖2-2）。我們目前所遇到的主要是展成法。 圖2-1 圖2-2 格里森弧齒錐齒輪有三種基本的加工方法。即：?jiǎn)蚊娣?、雙面法和固定安裝法。單面法即在一次調(diào)整安裝下，用單面刀盤切削一個(gè)齒面，而另一個(gè)齒面在另一次調(diào)整安裝下切出。雙面法則一個(gè)輪齒的兩個(gè)齒面由一把雙面刀盤一次切出。固定安裝法是輪齒的粗切和凹凸面的精切分別由三臺(tái)機(jī)床和三把刀具（粗切刀、外切單面刀及內(nèi)切單面刀）分別加工。這種方法通常用于大量生產(chǎn)中的小齒輪加工。一對(duì)齒輪副大、小輪的加工，通常是上述三種基本方法的組合。目前各種切削方法名目繁多，有些方法適用于大量生產(chǎn)，有些方法只適用于中小批量生產(chǎn)。而所有這些切削方法都與機(jī)床的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有密切的聯(lián)系。就是說(shuō)，一種機(jī)床只能用一種或幾種切削方法加工，反過(guò)來(lái)說(shuō)也一樣，即一種切削方法只能在一種或幾種機(jī)床上使用。但自從坐標(biāo)軸式數(shù)控弧齒錐齒輪銑齒機(jī)面市以來(lái)，以上這種嚴(yán)重束縛弧齒錐齒輪加工工業(yè)發(fā)展的現(xiàn)象就不存在了。由于該類型機(jī)床結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其加工原理，可以使用所有已知的加工方法，并且還可以使用以前機(jī)床根本不能使用的加工方法。使齒面的加工精度及齒面的傳動(dòng)精度都有很大的提高。第三章 弧齒錐齒輪加工原理內(nèi)容詳述3.1、平頂齒輪加工原理加工弧齒錐齒輪，通常是按照虛擬平頂鏟形齒輪原理來(lái)進(jìn)行的。所謂平頂鏟形齒輪，也是一個(gè)錐齒輪，但其齒頂是在一個(gè)平面上，此平面垂直于平頂齒輪的軸線，也就是說(shuō)，其頂錐角等于90（圖3-1）；平頂齒輪的節(jié)面仍為錐面，即節(jié)錐。所謂按平頂齒輪原理加工齒輪，即在切齒過(guò)程中，假想有一個(gè)平頂齒輪和機(jī)床上的搖臺(tái)同心，并隨著搖臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)而與被切齒輪作無(wú)間隙的嚙合。這個(gè)虛擬的平頂齒輪的牙齒表面，是由機(jī)床搖臺(tái)上的銑刀盤切削刃在搖臺(tái)上旋轉(zhuǎn)的軌跡所代替的。即平頂齒輪的牙齒表面，是由刀盤上的刀刃繞刀盤軸線回轉(zhuǎn)而形成的錐面的一部分。這樣隨著一對(duì)齒輪的嚙合運(yùn)動(dòng)，而使得刀具在齒坯上加工出一個(gè)牙齒來(lái)。（見(jiàn)3-2） 在調(diào)整機(jī)床時(shí)，應(yīng)使被切齒輪的節(jié)錐面和假想平頂齒輪的節(jié)錐面作純滾動(dòng)，刀頂旋轉(zhuǎn)平面則和被切齒輪的根錐面相切，因此刀盤軸線垂直于根錐面，機(jī)床搖臺(tái)軸線與被切齒輪軸線成一角度，即為被切齒輪的根錐角。 圖3-1 圖3-2對(duì)于漸縮齒錐齒輪，根角和節(jié)角不相等，即根錐和節(jié)錐不平行當(dāng)切齒時(shí)，刀盤的刀頂端面要切出齒根面，刀盤軸線應(yīng)垂直于根錐表面。此時(shí)，產(chǎn)形齒輪只能是平項(xiàng)齒輪了，即產(chǎn)形齒輪的面角等于90(圖3-1)，漸縮齒錐齒輪的切齒，一般都是根據(jù)假想平頂齒輪原理加工的。 假想平頂齒輪的節(jié)角和面角也不相等，就是說(shuō)，節(jié)錐與面錐不平行當(dāng)?shù)毒咔邢鲿r(shí)，刀頂迥轉(zhuǎn)平面與齒輪根錐表面相切，要使切出的齒形角對(duì)稱于節(jié)線，就必須對(duì)刀片的齒形角加以修正。又由于齒的螺旋角關(guān)系，在齒長(zhǎng)上各點(diǎn)的壓力角修正值也各不一樣。一般只根據(jù)齒面中點(diǎn)的齒形角差值來(lái)選取刀號(hào)。這時(shí)在其他各處壓力角還是不一樣的，造成輪齒的對(duì)角接觸，這個(gè)問(wèn)題要由機(jī)床的調(diào)整加以解決。 通過(guò)對(duì)加工原理的描述我們?cè)倏淬婟X機(jī)的結(jié)構(gòu)，就會(huì)更清楚銑齒機(jī)各個(gè)功能部件的作用。傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)銑齒機(jī)可把主要功能部件分為兩部分。一部分包含有搖臺(tái)支架、搖臺(tái)鼓輪、偏心鼓輪和刀盤主軸。該部分用于模擬“產(chǎn)形輪”工作齒面的空間位置和運(yùn)動(dòng)如圖3-3所示。而另一部分包含有床鞍、回轉(zhuǎn)板、工件箱和工件主軸，其主要用于被加工工件的空間位置的確定和相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)。 圖3-3那么“產(chǎn)形輪”工作齒面的空間位置是如何形成的呢？ 通過(guò)圖3-4我們可以從另外一個(gè)角度來(lái)了解弧齒錐齒輪的加工。一對(duì)圓錐齒輪嚙合滾動(dòng)，它們的角速度是和齒數(shù)成反比的。和圓柱齒輪傳動(dòng)相似，一對(duì)圓錐齒輪正確嚙合的必要條件是齒面上各對(duì)應(yīng)點(diǎn)的壓力角、模數(shù)和螺旋角對(duì)應(yīng)相等。用展成法加工圓錐齒輪，相當(dāng)于一對(duì)圓錐齒輪的嚙合滾動(dòng)。其中一個(gè)就是被加工齒輪，另一個(gè)是圓盤銑刀刀刃作為齒形一部分的假想齒輪，搖臺(tái)的滾動(dòng)角速度就是假想齒輪的角速度。這個(gè)假想齒輪即“產(chǎn)形齒輪”它是產(chǎn)生工件漸開線齒形的齒輪。如圖3-4所示，虛擬產(chǎn)形齒輪是與機(jī)床搖臺(tái)同軸，其虛擬輪齒表面是通過(guò)機(jī)床搖臺(tái)上的銑刀盤刀片切削刃的相對(duì)于搖臺(tái)運(yùn)動(dòng)的軌跡表面所代替。在這個(gè)過(guò)程中，代表虛擬產(chǎn)形齒輪輪齒的刀片切削刃就在被切齒輪的輪坯上逐漸地切出齒形。那么銑刀盤在搖臺(tái)上的位置是如何確定的呢？如圖3-4可知刀盤的工作位置是由兩個(gè)參數(shù)所確定的，即參數(shù)R為刀盤中心到搖臺(tái)中心的距離，我們把它叫做“徑向刀位”，它是根據(jù)調(diào)整卡上的偏心角來(lái)調(diào)整偏心鼓輪得到的。還有一個(gè)參數(shù)為刀盤中心與搖臺(tái)中心連線與X軸的夾角，我們把它稱做“角向刀位”或“刀位極角”，它是根據(jù)調(diào)整卡上的搖臺(tái)角來(lái)調(diào)整搖臺(tái)鼓輪得到的。只要已知這兩個(gè)參數(shù)，我們就可以確定刀盤在搖臺(tái)上的位置。 圖3-4既然刀盤的位置已經(jīng)確定，也就是虛擬產(chǎn)形輪的嚙合齒面的空間位置已經(jīng)確定。那么與之嚙合的工件的位置是如何確定的呢？我們?cè)诩庸X輪之前會(huì)有一個(gè)調(diào)整卡片，這上面有關(guān)確定被加工齒輪位置的參數(shù)有水平輪位、床位、安裝角和垂直輪位。其中水平輪位是通過(guò)工件箱沿著工件軸線方向前進(jìn)后退來(lái)進(jìn)行調(diào)整的，床位是通過(guò)床鞍沿著搖臺(tái)軸線前進(jìn)后退來(lái)進(jìn)行調(diào)整的，安裝角目前來(lái)說(shuō)就是齒輪的根錐角，它是通過(guò)回轉(zhuǎn)板的擺動(dòng)進(jìn)行調(diào)整的。垂直輪位我們目前還用不到。對(duì)于形成齒形的銑刀盤來(lái)說(shuō)也有左旋和右旋的區(qū)別。從刀盤的前面觀察，刀盤順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)而參與切削的稱為左旋刀盤；逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)而參與切削的稱為右旋刀盤。在切齒時(shí)為了保證刀盤相對(duì)工件的軸向分力沿著將工件壓緊的方向，最好選用右旋刀盤加工右旋齒輪，選用左旋刀盤加工左旋齒輪（圖3-5）。 圖3-5 順銑或逆銑圖3-6是用兩種旋向的刀盤，切削同一齒輪的情況。當(dāng)用左旋刀盤切削左旋齒輪時(shí)，切屑厚度從小到大，然后刀片離開工件，鐵屑是由薄變厚的。這樣刀片在開始切削的一瞬間會(huì)產(chǎn)生較大的擠壓力，產(chǎn)生很大的熱量，加快刀片的磨損，我們叫它為逆銑。當(dāng)用右旋刀盤切削左旋齒輪時(shí)，刀片切削是從大的切削厚度開始，刀片切下來(lái)的鐵屑由厚變薄，切削力比較小，避免了擠壓現(xiàn)象。我們叫它為順銑。經(jīng)驗(yàn)證明：采用順銑可以提高刀具使用壽命和齒面光潔度。粗切小輪時(shí)，采用順銑可使刀具耐用度提高7090%，精切小輪時(shí)，采用順銑則可提高齒面光潔度，同時(shí)也可延長(zhǎng)刀具耐用度3050%。結(jié)論是：當(dāng)切齒機(jī)加緊力足夠大的時(shí)候，切削小輪和傳動(dòng)比i2的大輪時(shí)，用反向切削就不合適了。 圖3-6 第四章 坐標(biāo)軸式弧齒錐齒輪加工機(jī)床與傳統(tǒng)加工機(jī)床的區(qū)別數(shù)控技術(shù)的高速發(fā)展使弧齒錐齒輪銑齒機(jī)從復(fù)雜的機(jī)械傳動(dòng)鏈結(jié)構(gòu)變?yōu)楹?jiǎn)單的數(shù)控坐標(biāo)軸及準(zhǔn)零傳動(dòng)結(jié)構(gòu)。使得以前工程技術(shù)人員認(rèn)為通過(guò)機(jī)械結(jié)構(gòu)不可能實(shí)現(xiàn)的一些功能及特殊的性能，而通過(guò)數(shù)控技術(shù)可以很容易的實(shí)現(xiàn)。我們所開發(fā)的YH603型坐標(biāo)軸式數(shù)控弧齒錐齒輪銑齒機(jī)就是屬于這類機(jī)床。其通過(guò)X、Y、Z、A數(shù)控軸的聯(lián)動(dòng)及B軸的調(diào)整（圖4-2），代替?zhèn)鹘y(tǒng)弧齒錐齒輪銑齒機(jī)十個(gè)自由度的調(diào)整（圖4-1），使機(jī)床的結(jié)構(gòu)大大簡(jiǎn)化。 圖4-1 圖4-2 不管是傳統(tǒng)弧齒錐齒輪銑齒機(jī)還是當(dāng)今最先進(jìn)的坐標(biāo)軸式數(shù)控弧齒錐齒輪銑齒機(jī)，其調(diào)整控制環(huán)節(jié)主要包括刀具位置的調(diào)整控制、工件位置的調(diào)整控制和刀具與工件之間運(yùn)動(dòng)協(xié)同關(guān)系的調(diào)整控制三大部分。典型的傳統(tǒng)弧齒錐齒輪銑齒機(jī)根據(jù)這三部分調(diào)整控制環(huán)節(jié)細(xì)分如下；刀具位置的調(diào)整控制：包括搖臺(tái)角76、偏心角70、刀轉(zhuǎn)角74和刀傾角72 的調(diào)整。工件位置的調(diào)整控制：包括水平輪位84、垂直輪位86、工件安裝角80和床位82的調(diào)整。刀具與工件之間運(yùn)動(dòng)協(xié)同關(guān)系的調(diào)整：包括滾比掛輪和切速掛輪的調(diào)整。也就是說(shuō)在加工一個(gè)弧齒錐齒輪之前，需要有這十個(gè)環(huán)節(jié)的手工調(diào)整才能加工出一個(gè)合格的齒輪來(lái)。這也就相應(yīng)說(shuō)明了傳統(tǒng)弧齒錐齒輪銑齒機(jī)的復(fù)雜程度。而本坐標(biāo)軸式數(shù)控弧齒錐齒輪銑齒機(jī)只需要X、Y、Z、A軸和工件安裝角調(diào)整軸B軸。除B軸可以是數(shù)控軸調(diào)整或是手動(dòng)軸調(diào)整外，其余四個(gè)軸為數(shù)控伺服聯(lián)動(dòng)軸。即可以達(dá)到不需人工介入的狀態(tài)下完全由數(shù)控驅(qū)動(dòng)自動(dòng)調(diào)整，其精度和可重復(fù)性是人工所不能達(dá)到的。通過(guò)4軸數(shù)控取代傳統(tǒng)的非常復(fù)雜的機(jī)械式傳動(dòng)鏈結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)零傳動(dòng)，使機(jī)床結(jié)構(gòu)大大簡(jiǎn)化，從過(guò)去一千多種零件（圖4-3為傳統(tǒng)典型結(jié)構(gòu)的機(jī)械式弧齒錐齒輪銑齒機(jī)傳動(dòng)原理圖）減少到目前一百多種零件。機(jī)床的精度、可靠性、穩(wěn)定性大大提高。是弧齒錐齒輪加工技術(shù)的一次革命性的飛躍。該產(chǎn)品的研發(fā)涉及到了數(shù)學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)CNC控制理論齒輪空間嚙合理論機(jī)械設(shè)計(jì)與制造等學(xué)科門類。圖4-3坐標(biāo)軸式銑齒機(jī)通過(guò)X、Y軸的運(yùn)動(dòng)，來(lái)擬合出刀具在加工過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)軌跡。而通過(guò)X、Y、Z、B軸的位置來(lái)確定工件的安裝位置。通過(guò)X、Y、Z、A軸的復(fù)合運(yùn)動(dòng)，來(lái)擬合鏟形輪與被加工齒輪的滾切運(yùn)動(dòng)。第五章 小模數(shù)弧齒錐齒輪設(shè)計(jì)及幾何計(jì)算小模數(shù)弧齒錐齒輪的加工一般用雙重雙面法加工，此時(shí)大小輪輪齒兩面用一個(gè)雙面銑刀盤同時(shí)加工出來(lái)。因?yàn)樾∧?shù)錐齒輪齒槽較窄，精加工時(shí)刀片進(jìn)入已切好的齒槽中較難，若刀片刀頂寬過(guò)小又會(huì)使刀尖很快磨鈍，所以不可能對(duì)凹凸兩齒面用單獨(dú)滾切法加工。雙重雙面法要求特別的錐齒輪幾何尺寸計(jì)算。這種計(jì)算的實(shí)質(zhì)在于使齒獲得正確的收縮并使共軛齒面上螺旋角相等。當(dāng)用平頂齒輪原理加工收縮齒弧齒錐齒輪時(shí)，工件按根錐角i進(jìn)行安裝，銑刀盤軸線垂直于被切齒輪根錐面。若刀盤內(nèi)刀片和外刀片的齒形角相等，則所銑輪齒凸面和凹面的法向齒形角不相等，見(jiàn)圖5-1。一對(duì)弧齒錐齒輪相嚙合時(shí)，必然是小齒輪的凸面與大齒輪的凹面相嚙合，小齒輪的凹面與大齒輪的凸面相嚙合。若一對(duì)弧齒錐齒輪齒寬中點(diǎn)的法向壓力角不相等，這對(duì)弧齒錐齒輪就不能正確嚙合。因此應(yīng)將內(nèi)外刀片的齒形角予以修正，使錐齒輪齒寬中點(diǎn)法向壓力角相等。 圖5-1 螺旋角為90時(shí)刀具齒形角與齒輪壓力角。 刀片齒形角的修正量可通過(guò)下式計(jì)算： =（1+2）sinm /2式中 1、2小輪和大輪的齒根角； m 弧齒錐齒輪齒面中點(diǎn)螺旋角。 上式表明，不同的1+2與m都應(yīng)有不同的刀片齒形角。為了簡(jiǎn)化刀具規(guī)格，采用了刀號(hào)制度，就是把刀具齒形角與公稱壓力角的差值按分計(jì)，規(guī)定10分為一號(hào)，計(jì)算出的刀號(hào)為： N0 =/10=（1+2）sinm /20 刀號(hào)已標(biāo)準(zhǔn)化。計(jì)算出刀號(hào)以后可按其數(shù)值選用最接近的標(biāo)準(zhǔn)刀號(hào)N，選定標(biāo)準(zhǔn)刀號(hào)以后，則刀盤內(nèi)外切削刃的齒形角為： 內(nèi)刀片齒形角i=+10N 外刀片齒形角e=-10N 例如：當(dāng)?shù)短?hào)取為N=7.5時(shí) =10N=107.5=75刀片名義齒形角為20，則 i=20+ 75=2115e=20- 75=1845 由于采用了標(biāo)準(zhǔn)刀號(hào)N，原來(lái)定的中點(diǎn)螺旋角m有所變化，可按下式重新計(jì)算： sinm=20N/（1+2）由于弧齒錐齒輪齒面節(jié)線上每點(diǎn)螺旋角都不一樣，每點(diǎn)所需的刀號(hào)也就不一樣，即使采用了刀號(hào)制也只能滿足齒面中點(diǎn)嚙合，離齒面節(jié)線中點(diǎn)愈遠(yuǎn)，誤差愈大，以致產(chǎn)生“對(duì)角接觸”。為了消除對(duì)角接觸，可以有許多方法進(jìn)行修正計(jì)算。詳細(xì)內(nèi)容見(jiàn)調(diào)整計(jì)算規(guī)程第六章 小模數(shù)弧齒錐齒輪調(diào)整計(jì)算6.1確定銑刀盤中心位置的調(diào)整部位6.1.1 刀位Sd 銑刀盤中心至搖臺(tái)中心的距離叫做刀位。它可以控制被切齒輪螺旋角大小。如圖6-1為通過(guò)偏心鼓輪方法，確定銑刀盤中心位置。 圖6-16.1.2 搖臺(tái)角Q 為刀盤中心與搖臺(tái)中心連線對(duì)于過(guò)搖臺(tái)中心的水平坐標(biāo)軸所成的角度。刀盤中心位置與被切齒輪的螺旋方向有關(guān)。銑刀盤中心低于被切齒輪中心者，則切出的齒輪為左旋齒。相反，若銑刀盤中心高于被切齒輪中心者，則為右旋齒（圖6-2） 圖6-26.2 確定輪坯位置的調(diào)整部位6.2.1 水平輪位Xp （圖6-3）搖臺(tái)中心到工件箱主軸端面的距離叫做水平輪位。它是保證被切齒輪在切齒機(jī)上具有正確安裝位置的。它對(duì)于修正被切齒輪壓力角具有較大的作用。在切齒調(diào)整中，已被廣泛地應(yīng)用著。6.2.2 垂直輪位E指被切齒輪的中心線對(duì)于搖臺(tái)中心線的相對(duì)垂直偏置量。當(dāng)加工相交軸線螺旋錐齒輪時(shí)，垂直輪位按“零位”調(diào)整。但是，若銑切雙曲線齒輪時(shí)，則垂直輪位必須按計(jì)算出的數(shù)據(jù)調(diào)整。垂直輪位對(duì)于修正齒形曲率有著重大作用。6.2.3 床位XB 指工件箱對(duì)標(biāo)準(zhǔn)位置，沿?fù)u臺(tái)中心線方向前進(jìn)或后退的距離。它對(duì)于被切齒輪的齒深具有直接影響。6.2.4 安裝角指工件箱調(diào)整裝置的角度。當(dāng)加工漸縮齒輪時(shí)，一般按被切齒輪的根錐角調(diào)整。 圖6-36.3 確定刀盤與被切齒輪運(yùn)動(dòng)關(guān)系的調(diào)整部位滾比：它是保證搖臺(tái)（鏟形齒輪）與被切齒輪間按一定速比關(guān)系相對(duì)滾動(dòng)。它對(duì)于修正被切齒輪壓力角，具有重大作用。一般情況下它是恒定的，但在某些加工方法中它是以一定的函數(shù)關(guān)系發(fā)生變化的。具體計(jì)算內(nèi)容見(jiàn)調(diào)整計(jì)算規(guī)程第七章 小模數(shù)弧齒錐齒輪加工及接觸區(qū)的調(diào)整原理7.1 切齒計(jì)算原理弧齒錐齒輪副和準(zhǔn)雙曲面齒輪副的大輪通常都用平面產(chǎn)形輪加工。為了提高生產(chǎn)效率，大輪都采用雙面法加工，即用安裝有內(nèi)切刀片和外切刀片的雙面刀盤同時(shí)切出輪齒的兩側(cè)齒面。當(dāng)大輪的節(jié)錐角小于70時(shí)，大輪必須用展成法加工。用展成法加工的大輪稱為展成法大輪，與展成法大輪相配的小輪稱為展成法小輪。當(dāng)大輪的節(jié)錐角大于70時(shí)，展成法大輪的齒而與刀盤形狀相近而且大輪根錐與根錐中點(diǎn)切平面很靠近，這時(shí)可以不用展成法加工大輪而讓刀盤直接切入輪坯。這樣可以極大地提高生產(chǎn)效率，特別適合于大批量齒輪的生產(chǎn)。大輪的這種加工方法稱為成形法，用成形法加工的大輪稱為成形法大輪，與成形法大輪相配的小輪稱為成形法小輪?；↓X錐齒輪副和準(zhǔn)雙曲面齒輪副的小輪既可以用平面產(chǎn)形輪加工，也可以用錐形產(chǎn)形輪加工。用錐形產(chǎn)形輪加工小輪，產(chǎn)形輪和工件的傳動(dòng)比通常是恒定的。只有帶刀傾機(jī)構(gòu)的機(jī)床才能構(gòu)成錐形產(chǎn)形輪，所以這種加工方法以前稱為刀傾法。用平面產(chǎn)形輪加工小輪，為了增加產(chǎn)形輪的自由度，產(chǎn)形輪和工件之間的傳動(dòng)比可以變化，以適應(yīng)小輪的齒面修正。這種方法需在安裝有變性機(jī)構(gòu)的機(jī)床上加工，因此，以前我們把這種加工方法稱為變性法。但自從坐標(biāo)軸式數(shù)控弧齒錐齒輪銑齒機(jī)問(wèn)世以來(lái)，以上這些機(jī)構(gòu)就不復(fù)存在了，只需通過(guò)坐標(biāo)變換及展成關(guān)系變換就可以達(dá)到同樣的結(jié)果。我們把加工大輪的產(chǎn)形輪稱為大輪產(chǎn)形輪，把加工小輪的產(chǎn)形輪稱為小輪產(chǎn)形輪，切齒計(jì)算就是要確定這兩種鏟形輪的節(jié)面參數(shù)和鏟形輪與工件間的相對(duì)位置，使得分別加工出的大輪和小輪能夠正確嚙合。 7.2 齒面修正的原因 齒輪加工通常有直接展成法和間接展成法兩種。所謂直接展成法就是將刀具切削面做得和一個(gè)齒輪的齒面一樣，然后用它在齒輪副的傳動(dòng)條件下加工與之配對(duì)的齒輪，所得的齒輪副當(dāng)然能夠正確的嚙合。例如蝸輪加工時(shí)就是把蝸輪滾刀的切削面做得和蝸桿斷面一樣。所謂間接展成法，就是把能與兩個(gè)齒面同時(shí)共軛的第三齒面作成一對(duì)能相互吻合的切削面，然后用它們分別去展成齒輪副中的兩共軛曲面，所得齒輪副也能正確地嚙合。例如用滾刀加工圓柱齒輪就是用的間接展成法。用這兩種方法加工齒輪時(shí)，只需要確定刀具與工件的相對(duì)位置與傳動(dòng)比，因而切齒計(jì)算都比較簡(jiǎn)單?；↓X錐齒輪和準(zhǔn)雙曲面齒輪加工時(shí)，為了在展成齒面的同時(shí)也加工出齒根曲面，刀盤的刀尖平面應(yīng)該與工件的根錐相切，即刀盤軸線應(yīng)該垂直于根錐。將加工好的大輪和小輪裝配在一起并畫出它們的刀盤(圖7-1)就可以看到；兩刀盤軸線根本無(wú)法平行，這就是說(shuō)我們既不能把加工小輪的刀盤切削面做得和大輪齒面一樣而用直接展成法加工小輪，也不能使大輪刀盤切削面和小輪刀盤切削面相互吻合而用間接展成法加工它們。這樣，按圖7-1加工出的齒輪副在理論上就無(wú)法正確嚙合。因此，弧齒錐齒輪和準(zhǔn)雙曲面齒輪不能象其它齒輪那樣用直接展成法或間接展成法加工，而必須用“局部共軛原理”來(lái)進(jìn)行切齒。 圖7-1 所謂局部共軛原理，就是根據(jù)用展成法或成形法加工好的大輪齒面，用齒輪嚙合原理求出與大輪完全共軛的小輪齒面。這種小輪齒面雖然理論上存在，但在銑齒機(jī)上是無(wú)法加工出來(lái)的。這時(shí)可在小輪齒面上選擇一點(diǎn)M，然后將M四周的齒面輕輕地鏟去一層，離M點(diǎn)越遠(yuǎn)的地方鏟得越多一些，把理論齒面修正成一個(gè)與理論齒面在M點(diǎn)相切而又能為銑齒機(jī)所能加工出的實(shí)際齒面(圖7-2)。將這種實(shí)際齒面與大輪齒面相嚙合，其接觸區(qū)不再布滿整個(gè)齒面而是形成一個(gè)以M點(diǎn)為中心的局部接觸區(qū)。 完全共軛的齒輪副從理論上來(lái)說(shuō)有很多優(yōu)點(diǎn)，例如它具有最大的承載能力，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)而無(wú)噪音。但是完全共軛的齒輪副有一個(gè)最大的缺點(diǎn)，就是沒(méi)有可調(diào)性，它要求零件的制造和安裝都沒(méi)有誤差，否則容易造成負(fù)荷集中于輪齒邊緣而使齒輪破壞。局部共軛的齒輪副 正好能克服這一缺點(diǎn)，它可以作到在正確位置安裝時(shí)，齒輪副的接觸發(fā)生在輪齒中部，如果安裝位置發(fā)生誤差，接觸區(qū)也只會(huì)在中點(diǎn)附近移動(dòng)而不會(huì)使載荷集中到輪齒邊緣上去。實(shí)踐證明，這種齒輪副的使用效果要比完全共軛的齒輪副好得多?，F(xiàn)在，不僅弧齒錐齒輪和準(zhǔn)雙曲面齒輪采用局部共軛原理加工，就是其它一些能用直接展成法和間接展成法加工的齒輪副，為了增強(qiáng)其可調(diào)性，也把齒面修正成局部共軛的。因此，局部共軛原理是現(xiàn)代齒輪加工中的一種先進(jìn)方法。 圖7-27.3 接觸區(qū)的調(diào)整原理一對(duì)錐齒輪在正常嚙合運(yùn)轉(zhuǎn)條件下，齒面上實(shí)際接觸的部分，習(xí)慣叫做“接觸區(qū)”，又叫“接觸斑點(diǎn)”，具體內(nèi)容上節(jié)已有所討論。 因?yàn)辇X面接觸區(qū)的形狀、大小和位置，對(duì)齒輪的平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)、使用壽命和噪音有直接影響。所以，齒面接觸區(qū)是衡量錐齒輪嚙合質(zhì)量的重要標(biāo)志之一。為此，錐齒輪的切齒和熱處理后的配對(duì)工序，應(yīng)嚴(yán)格控制齒面接觸區(qū)。常見(jiàn)的不正確接觸區(qū)不良接觸區(qū)的出現(xiàn)，主要是由于切齒計(jì)算的近似性、機(jī)床精度狀態(tài)、刀具以及裝置等各方面誤差的影響。初步切齒后的接觸區(qū)，一般地總是與圖紙及相應(yīng)工藝要求的規(guī)定有偏差。因此，要改變機(jī)床的調(diào)整以修正接觸區(qū)。 一般按切齒計(jì)算數(shù)據(jù)切出一對(duì)錐齒輪，在滾動(dòng)檢驗(yàn)機(jī)上檢查接觸區(qū)。其接觸區(qū)的修正工作，通常都是在小輪上進(jìn)行，這是因?yàn)樾≥嘄X數(shù)少，切齒時(shí)間少的關(guān)系。個(gè)別情況，也有修正大輪的。 接觸區(qū)調(diào)整工作，要有一個(gè)基本的順序。下面的順序可做為參考。接觸區(qū)修正的一般順序 I、螺旋角的修正： 使接觸區(qū)位于齒長(zhǎng)的中部附近(此點(diǎn)要根據(jù)技術(shù)要求及熱處理變形情況而定) II、壓力角的修正： 控制接觸區(qū)位于要求的齒高部位。 III、齒面節(jié)線曲率的修正： 控制沿齒長(zhǎng)方向的接觸區(qū)長(zhǎng)度。 IV、齒形曲率的修正： 調(diào)整接觸區(qū)的寬度。 V、對(duì)角接觸的修正： 消除沿對(duì)角線方向的接觸，使之變?yōu)檠佚X面節(jié)線方向的接觸。實(shí)際生產(chǎn)中，根據(jù)出現(xiàn)的不良接觸區(qū)進(jìn)行具體的修正，可能是單項(xiàng)的修正，也可能是兩種或更多的誤差交織在一起的綜合多項(xiàng)修正。調(diào)整中，往往是壓力角與螺旋角誤差同時(shí)出現(xiàn)，有時(shí)是對(duì)角接觸與齒面節(jié)線曲率混在一起。（1） 螺旋角的修正調(diào)整接觸區(qū)在沿齒長(zhǎng)方向上的位置。接觸區(qū)位于齒長(zhǎng)方向的大端或小端，是由于螺旋角的誤差造成的一般用改變刀位的辦法來(lái)改變輪齒的螺旋角，以達(dá)到此種接觸區(qū)的修正。刀盤中心和搖臺(tái)中心的距離叫刀位。刀位是保證在給定的刀盤半徑Ru和中點(diǎn)錐距L的條件下得到相應(yīng)的螺旋角。刀位與螺旋角的關(guān)系如圖7-3所示。其中刀位E=V2 + H2V=Ru cosH=L- Ru sin極角q，tgq=V/H 圖7-3通過(guò)上面公式分析說(shuō)明：在Ru 和L一定時(shí)，刀位E增加，螺旋角變小、刀位減小、螺旋角變大。而在機(jī)床調(diào)整中刀位的大小是由機(jī)床的偏心角控制的。既偏心角變大則刀位變大，偏心角減小則刀位減小。見(jiàn)圖7-4 圖7-4 （2）壓力角的修正調(diào)整接觸區(qū)在齒高方向上的位置 接觸區(qū)靠齒根或齒頂是由于壓力角誤差造成的改變壓力角的方法有下面幾種： 改變切齒時(shí)的水平輪位修正壓力角 此法為修正壓力角誤差最簡(jiǎn)便和最常用的方法之一其修正壓力角的根據(jù)為，使被切齒輪以一個(gè)新的節(jié)錐切齒，從而使原節(jié)錐處的壓力角發(fā)生變化，此時(shí)，刀片的壓力角并不改變。如圖7-5所示，被切齒輪的原始位置為coe，ocf為原工作節(jié)錐母線當(dāng)水平輪位減小Xp后(前進(jìn))，原輪齒的中點(diǎn)c移到coe位置上為保持齒的切深不變，要后退床位，即使齒輪沿?fù)u臺(tái)軸線方向退出一段距離。 圖7-5 由于滾比掛輪沒(méi)有改變，搖臺(tái)上對(duì)應(yīng)于齒面中點(diǎn)c”處的速度比齒輪在c”點(diǎn)的速度減慢，即節(jié)錐面向齒輪的根錐方向移動(dòng)了，也就是齒輪與產(chǎn)形齒輪具有相等圓周速度的錐面，向根錐移動(dòng)了。由此，造成在原節(jié)錐上壓力角的增大，使接觸區(qū)移向齒根。若增大切齒時(shí)的水平輪位，使原節(jié)錐上的壓力角減小，接觸區(qū)向齒頂方向移動(dòng)。水平輪位的改變也將影響到床位及螺旋角的變化（圖7-6）。 圖7-6（當(dāng)?shù)侗P中心位于2、3象限時(shí)，刀位變化方向與表中相反） 改變滾切傳動(dòng)比修正壓力角此法也是常用的修正壓力角方法之一。當(dāng)它用于壓力角修正值較大時(shí)，方顯出其優(yōu)越性。 用滾切法切齒，改變滾比就相當(dāng)于改變了滾動(dòng)節(jié)錐，也就改變了原工作節(jié)錐上的壓力角，利用此原理，可以達(dá)到修正壓力角的目的。切齒中，滾比是實(shí)現(xiàn)被切齒輪和產(chǎn)形齒輪相對(duì)滾動(dòng)的關(guān)鍵，又是實(shí)現(xiàn)兩者間相對(duì)迥轉(zhuǎn)速度的可調(diào)環(huán)節(jié)(如圖7-7所示) 圖7-7 改變滾比后，相應(yīng)的齒輪壓力角及螺旋角都有所改變，但壓力角的變化最為明顯。改變滾比相當(dāng)于改變了鏟形齒輪的齒數(shù)，也就是改變了搖臺(tái)和被切齒輪間的速比。圖7-7 中C為原工作節(jié)錐上的一點(diǎn)，滾比改變后，切齒時(shí)的節(jié)錐不通過(guò)C點(diǎn)而通過(guò)C點(diǎn)，CC為平行于搖臺(tái)軸線的直線。此時(shí)C點(diǎn)與鏟形齒輪的壓力角相等，而C點(diǎn)處的壓力角改變了。兩個(gè)節(jié)錐母線相交成一定角度，其間距離自小端至大端成比例的變化。所以，改變滾比即改變了壓力角。當(dāng)滾比變大即使搖臺(tái)的擺動(dòng)速度相對(duì)于被切齒輪是減慢了，則使工件的壓力角加大，如圖7-8 中的虛線所示，亦即使接觸區(qū)移向齒根。反之則使工件的壓力角變小，使接觸區(qū)移向齒頂。圖7-8（3）齒面節(jié)線曲率的修正調(diào)整沿齒長(zhǎng)方向接觸區(qū)的長(zhǎng)度接觸區(qū)長(zhǎng)短主要決定于兩共軛齒面節(jié)線曲率半徑的差，一般都用改變銑刀盤直徑實(shí)現(xiàn)曲率半徑差。一般改變刀盤直徑是用更換刀盤的平行墊片的辦法，有時(shí)要更換刀盤體。對(duì)于雙面法加工的齒輪可以通過(guò)修正刀具的錯(cuò)刀量W的大小進(jìn)行修正。即錯(cuò)刀量增大則接觸區(qū)變短，錯(cuò)刀量減小則接觸區(qū)變長(zhǎng)。（4）齒形曲率的修正調(diào)整接觸區(qū)的寬度 接觸區(qū)的寬窄主要決定于兩嚙合齒面的齒形曲率。增大齒形曲率會(huì)使接觸寬度變窄，反之會(huì)變寬。接觸區(qū)寬度常會(huì)出現(xiàn)下面（圖7-9）所示的情況。（a）圖為接觸區(qū)過(guò)窄；（b）圖為接觸區(qū)過(guò)寬；（c）圖為呈工字形的接觸區(qū)，一般是由于過(guò)寬所致。 圖7-9修正接觸區(qū)的寬度一般常用的方法為改變切齒時(shí)的垂直輪位，此法簡(jiǎn)便，介紹如下。改變垂直輪位，就是切齒時(shí)使齒輪的軸線對(duì)搖臺(tái)軸線有個(gè)偏置量E，如圖7-10所示。此時(shí)，被切齒輪的齒面寬中點(diǎn)c，在展成切削過(guò)程中與搖臺(tái)中心OM的距離是個(gè)變量，齒面上其他各點(diǎn)也是這樣。輪位由垂直偏置E以前，被切齒輪的中點(diǎn)c的軌跡為ACB，到偏置E以后，c點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡為AC B。 圖7-10 偏置E后，c點(diǎn)自A轉(zhuǎn)至B的切削過(guò)程中，由距離搖臺(tái)中心最近點(diǎn)A，漸漸變至最遠(yuǎn)點(diǎn)B，相當(dāng)于連續(xù)改變水平輪位的切齒。相當(dāng)于展成開始時(shí)前進(jìn)了水平輪位，經(jīng)中間位置后，水平輪位又逐漸加大。根據(jù)齒輪的螺旋方向和凹凸面的不同，對(duì)于凸面的齒形曲率增大時(shí)，對(duì)于凹面則為減小。因展成切削過(guò)程中齒的一側(cè)先切根部，而另一側(cè)則先切齒頂部位，相當(dāng)于水平輪位由近變遠(yuǎn)時(shí)，先切齒頂?shù)凝X面曲率變大，即彎得大些，而另一側(cè)齒面曲率變小曲率變大則接觸區(qū)寬度變窄，反之變寬，對(duì)于具體調(diào)整垂直位移的方向可見(jiàn)圖7-11。 圖7-11 接觸區(qū)的寬窄還可以通過(guò)變滾比的方式進(jìn)行修正，因?yàn)橥ㄟ^(guò)滾比的改變可以修正齒高方向的曲率。 （5）對(duì)角接觸的修正 在齒輪初次切齒后的滾動(dòng)檢驗(yàn)時(shí)，或在跑合階段，往往出現(xiàn)沿齒面對(duì)角線方向的接觸，簡(jiǎn)稱“對(duì)角接觸”(如圖7-12所示) 實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)說(shuō)明：不太嚴(yán)重的內(nèi)對(duì)角接觸，對(duì)于齒輪的傳動(dòng)質(zhì)量并無(wú)太大的影響，經(jīng)過(guò)一個(gè)階段載荷下的跑合，對(duì)角接觸即自行消除。因此，當(dāng)被切齒輪的精度要求不高時(shí)，可以不修正對(duì)角接觸。但是，對(duì)于那些精度要求較高的齒輪，應(yīng)當(dāng)消除或減小對(duì)角接觸，以便達(dá)到令人滿意的質(zhì)量要求。 對(duì)角接觸產(chǎn)生的原因是由于切齒時(shí)采用了平頂齒輪原理，刀盤軸線垂直于齒輪的根錐母線，以及齒長(zhǎng)上各點(diǎn)的螺旋角不相等造成了各點(diǎn)壓力角的不等，因而造成了對(duì)角接觸。 銑刀盤的刀片壓力角修正，一般只根據(jù)齒面寬中點(diǎn)處的壓力角偏差進(jìn)行，保證中點(diǎn)處的齒兩側(cè)壓力角相等。齒長(zhǎng)上其他各點(diǎn)壓力角此時(shí)還不相等。齒面節(jié)線上各點(diǎn)的螺旋角是不相等的。一般在齒大端的螺旋角大于齒面寬中點(diǎn)的螺旋角，而小端的螺旋角則小于中點(diǎn)的螺旋角。即在齒的凸面上，愈近于大端處的壓力角比中點(diǎn)的壓力角就愈減小。愈近于齒的小端處的壓力角比中點(diǎn)的壓力角就愈增大。在齒的凹面上，愈近于齒的大端處的壓力角比中點(diǎn)的壓力角就愈增大。愈近于齒的小端處的壓力角比中點(diǎn)的壓力角就愈減小。由于齒面節(jié)線上各點(diǎn)螺旋角的不同，造成各點(diǎn)的壓力角不等。凸面和凹面上壓力角增減方向相反。刀片的刀號(hào)是按齒面寬中點(diǎn)的壓力角偏差選取的，所以只保證中點(diǎn)處的壓力角相等，接觸區(qū)的位置通過(guò)中點(diǎn)。 齒輪的凹面上，小端的法向壓力角小于中點(diǎn)的法向壓力角，大端的法向壓力角大于中點(diǎn)的法向壓力角，因而形成了由小端齒頂經(jīng)過(guò)中點(diǎn)而走向大端齒根方向的接觸(圖7-12)。 齒輪的凸面上，形成了由小端齒根經(jīng)過(guò)中點(diǎn)而走向大端齒頂?shù)慕佑|(圖7-12)。 由于刀號(hào)修正后所形成的對(duì)角接觸，叫做“內(nèi)對(duì)角接觸”這種接觸是生產(chǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)的。 被切齒輪螺旋角增大，會(huì)使對(duì)角接觸更為顯著。內(nèi)對(duì)角接觸區(qū)，在齒的凸面上自大端齒頂走向小端的齒根，而在齒的凹面上為自大端的齒根走向小端的齒頂一般正常情況出現(xiàn)內(nèi)對(duì)角接觸。如圖外對(duì)角接觸區(qū)，在齒的凸面上自大端的齒根走向小端的齒頂，而在齒的凹面上自大端的齒頂走向小端的齒根。如圖7-12 圖7-12 用改變“滾比一水平輪位”法消除對(duì)角接觸 用改變切齒機(jī)的滾比和水平輪位來(lái)修正對(duì)角接觸的方法，也簡(jiǎn)稱為“滾比一水平輪位”法，此法比較常用。修正方法是以改變被加工齒輪的滾動(dòng)節(jié)錐為出發(fā)點(diǎn)(改變滾比)，配合以水平輪位的改變，使接觸區(qū)位于齒高方向的要求部位，相應(yīng)的改變床位以保證齒深然后再把刀位給以改變，使接觸區(qū)位于齒長(zhǎng)方向上的要求部位。如圖7-13 圖7-13（6）集中在一端或跛足式接觸區(qū)的修正（a） 集中在輪齒小端或大端的接觸區(qū)修正(圖7-14)這種接觸區(qū)同時(shí)集中在齒的小端，或者全部集中在凹凸面的大端，有時(shí)叫單頭式接觸。這種情況常發(fā)生于用雙面刀盤同時(shí)切出齒槽兩側(cè)齒面的加工工序中。主要是由于沿齒長(zhǎng)方向上齒厚不符合收縮比造成的。 改變單頭接觸的方法主要靠改變切齒時(shí)的輪坯安裝角為保持螺旋角不變，應(yīng)相應(yīng)的改變刀位。 增大輪坯安裝角后，增加了齒的收縮程度，大端相對(duì)的增厚，接觸區(qū)向大端移動(dòng)。減小輪坯安裝角時(shí)，則接觸區(qū)向小端移動(dòng)。但是，此時(shí)對(duì)兩側(cè)壓力角也有影響因此，修正量不太大時(shí)采用此法。修正量很大時(shí)應(yīng)重新進(jìn)行調(diào)整計(jì)算，通過(guò)改變齒面寬的方式修正中點(diǎn)錐距，也就是改變計(jì)算點(diǎn)的位置在齒長(zhǎng)方向上。 圖7-14（b）跛足式接觸區(qū)的修正(圖7-15) 跛足式接觸為在一側(cè)齒面接觸區(qū)靠齒頂，在另一側(cè)齒面靠齒根(圖7-15)。這種接觸區(qū)產(chǎn)生的原因?yàn)閴毫堑恼`差所造成。此種接觸一般可以從刀具的刀號(hào)正確與否，以及內(nèi)外刀刃的直線性方面檢查改正。從機(jī)床調(diào)整方面可用改變輪坯安裝角的辦法。 增大安裝角時(shí)，凸面接觸區(qū)移向齒根，凹面接觸區(qū)移向齒頂，齒長(zhǎng)方向都向大端移動(dòng)。 減小輪坯安裝角時(shí)，凸面接觸區(qū)移向齒頂，凹面接觸區(qū)移向齒根，齒長(zhǎng)方向則移向小端。一般改變量不大于15分，注意相應(yīng)改變床位。 圖7-15 第八章 弧齒錐齒輪相關(guān)影響精度的各種原因及檢驗(yàn)制造精密錐齒輪的條件是；不但要保證齒部加工工序合格，還必須保證錐齒輪輪坯的精度，切齒刀具的精度及壽命，芯軸的剛性及精度，合理的工藝基面選擇，齒部淬火變形小，以及控制熱處理變形的工藝方法。所以加工出質(zhì)量?jī)?yōu)良的精密錐齒輪，必須每道工序保證質(zhì)量，工藝要經(jīng)濟(jì)、合理正確才行。8.1、 對(duì)接觸區(qū)形狀和位置的要求弧齒錐齒輪接觸區(qū)按不同的精度等級(jí)在齒長(zhǎng)和齒高方向有不同的要求。錐齒輪承載后變形與熱處理后的變形均會(huì)改變接觸區(qū)的位置和大小。一般對(duì)于收縮齒齒形，輪齒受力后接觸區(qū)會(huì)移向齒的大端，故在切齒后，在無(wú)負(fù)荷嚙合時(shí)接觸區(qū)宜偏向小端，見(jiàn)圖8-1。 弧齒錐齒輪經(jīng)熱處理后齒面節(jié)線會(huì)有變化，螺旋角減小，齒略微伸直，引起接觸區(qū)位移，小輪凸面和凹面在熱處理前后接觸區(qū)的變化見(jiàn)圖8-2。圖8-1承載前后接觸區(qū)的變化 圖8-2熱處理前后接觸區(qū)的變化 8.2、 提高螺旋錐齒輪制造精度的方法 影響齒輪精度的有關(guān)因素有切齒及熱處理工序、金屬材料、毛坯質(zhì)量等，現(xiàn)將這些因素簡(jiǎn)述如下8.2.1、切齒工序的誤差 切齒過(guò)程中應(yīng)保證齒輪的齒形、齒向、齒距等誤差要求在一定范圍內(nèi)，并使齒面光潔度、接觸區(qū)和噪音達(dá)到一定的要求，下面對(duì)這些誤差加以分析，并提出解決辦法：8.2.1.1、齒面接觸區(qū)不正確 齒面接觸區(qū)不正確是由兩互相嚙合齒輪的壓力角、螺旋角鹵形及齒長(zhǎng)曲率不一致造成的。常見(jiàn)典型不良接觸區(qū)及其消除方法詳見(jiàn)前述。8.2.1.2、齒距誤差 齒距誤差過(guò)大有兩種情況：一種是在個(gè)別輪齒上突然增大或減少齒距，表現(xiàn)為齒側(cè)間隙的突變；另一種是齒距逐漸變化，表現(xiàn)為齒側(cè)間隙的逐漸變小或增大其超差原因及解決辦法如下：I、切齒機(jī)床的搖臺(tái)蝸桿、蝸輪及分度蝸輪等在使用過(guò)程中，由于磨損不均勻或傳動(dòng)系統(tǒng)的間隙過(guò)大、都會(huì)加劇工件和搖臺(tái)趣轉(zhuǎn)不均勻的最大誤差，它是引起超差的直接原因；II、機(jī)床工件主軸和切齒用的夾具精度不眵也是引起齒側(cè)間隙變化量超差的主要原因之一如果切齒機(jī)床工件主軸的擺差很好，而切齒夾具的擺差不好，就會(huì)造成切齒夾具的定位孔與機(jī)床工件主軸翹轉(zhuǎn)中心的偏心，以及定位端面與機(jī)床主軸翹轉(zhuǎn)中心線不垂直反之，如果切齒夾具的擺差很好，而機(jī)床工件主軸的擺羞不好，也會(huì)造成同樣的結(jié)果(如圖8-3)； 圖8-3III、齒輪輪坯的誤差過(guò)大如端面跳動(dòng)過(guò)大或與夾具配合間隙過(guò)大，造成工件與工件主軸姆轉(zhuǎn)中心不同心，從而加大齒距誤差；IV、出現(xiàn)間斷切齒現(xiàn)象就是一個(gè)輪齒在還沒(méi)被叨完時(shí)中途停過(guò)車，有可能加大輪齒相鄰的誤差；V、工件夾緊不牢，在切齒過(guò)程申由于切削力的作用，迫使工件轉(zhuǎn)動(dòng)；VI、輪坯與夾具配合表面之間，如果由于不小心有鐵屑之類的臟東西或有磕碰，也會(huì)影響齒距誤差超差8.2.1.3、消除辦法 I、保證切齒機(jī)及滾動(dòng)檢驗(yàn)機(jī)的良好精度狀態(tài)； II、保證切齒夾具及檢驗(yàn)夾具的良好精度狀態(tài)； III、輪坯的加工精度應(yīng)合格； IV、輪坯的金相組織應(yīng)均勻，金屬流線應(yīng)合理； 最后，在加工過(guò)程中應(yīng)保證輪坯的各基準(zhǔn)面的清潔和精度，不應(yīng)有雜物，磕碰及毛刺；8.2.1.4、齒面光潔度不好齒面光潔度不好，將引起齒輪傳動(dòng)噪音的增大，加快輪齒的損壞速度，降低使用壽齒面出棱見(jiàn)圖8-4，系在齒面上出現(xiàn)明顯的棱狀凸起，接觸區(qū)不能連成一片，呈斷續(xù)狀，多出現(xiàn)在小齒輪上，噪音檢驗(yàn)時(shí)出現(xiàn)刺耳的尖叫聲 圖8-4齒面出棱的主要原因如下： I、切齒機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)間隙過(guò)大在切齒時(shí)，由于切削力的