齒輪倒棱刀的設(shè)計

1、齒輪倒棱刀的設(shè)計        用盤形齒輪倒棱刀對外圓柱齒輪端面齒形棱邊進行倒棱具有倒棱型式多、加工齒輪質(zhì)量穩(wěn)定、加工效率高(單件工時為15秒)、刀具壽命長、經(jīng)濟效益好等優(yōu)點，是一種適用范圍廣、實用有效的齒輪倒棱工藝方法。 1 齒輪倒棱加工原理用齒輪倒棱刀倒棱的加工機理為強制嚙合冷擠壓原理。如圖1所示，倒棱加工齒輪時，齒輪倒棱刀軸線與被加工齒輪軸線平行。根據(jù)平行軸齒輪嚙合原理，利用由螺釘固定于刀體上并與被加工齒輪端面齒形近似的兩片直齒(或斜齒)盤形倒棱刀片，分別與同一輪齒端面的兩棱邊進行單面嚙合。倒棱刀強制帶動齒輪

2、嚙合旋轉(zhuǎn)，并同時徑向進刀至一定中心距，產(chǎn)生一定的擠壓力。這樣，在沿被加工齒輪端面齒廓上相應(yīng)擠出倒棱來，并在輪齒端面和齒面上留有少許擠出的飛邊(毛刺)。輪齒端面飛邊由安裝在倒棱機床上夾著被加工齒輪的兩片去毛刺刀去除，輪齒齒面飛邊則在剃齒工序中由剃齒刀剃除。 2 倒棱刀片設(shè)計原理目前常用的倒棱型式有四種：單面變棱邊倒棱(見圖2a)；單面等棱邊倒棱(見圖2b)；雙面變棱邊倒棱(見圖2c)；雙面等棱邊倒棱(見圖2d)。一般來說，第和第種型式主要用于斜齒輪的銳邊棱邊倒棱。第和第種型式主要用于直齒輪的棱邊倒棱。等棱邊倒棱會在齒輪端面齒廓根部留有一小臺階，而變棱邊倒棱則不會。 1. 變棱設(shè)計原則 1.變棱設(shè)

3、計原則是針對第、種倒棱型式提出的。變棱邊是指從被加工齒輪輪齒端面齒廓的齒頂處(倒棱量最大)到齒根過渡曲線開始處(倒棱量為零)的倒棱是逐漸由寬變窄的，即棱邊不等寬。假設(shè)一產(chǎn)形齒輪的齒頂寬比被加工齒輪的端面齒頂寬小2( 為輪齒端面最大倒棱量)，其齒根寬與被加工齒輪的端面齒根過渡曲線開始處的齒厚相等，且齒數(shù)Z 與被加工齒輪相同(見圖3)。 2.由圖3可知，產(chǎn)形齒輪齒形與被加工齒輪端面齒形不同。根據(jù)齒輪嚙合原理，為保證倒棱刀與兩個齒輪均能正常嚙合，只須要求它們的基節(jié)相等即可，故有PbS=Pb1，即 3.pmscosas=pm1cosa14.式中：ms被加工齒輪端面模數(shù) 5.as被加工齒輪端面壓力角 6

4、.m1產(chǎn)形齒輪模數(shù) 7.a1產(chǎn)形齒輪壓力角 8.a. 齒輪端面齒廓齒頂處的倒棱量 為 =(d01/2)qb. 因為 q=invarccos(db1/da1)-invarccos(db/da)-invarccos(db1/db)c. 所以 式中：da被加工齒輪齒頂圓直徑 d.db被加工齒輪基圓直徑 e.da1產(chǎn)形齒輪齒頂圓直徑，da1=da f.db1產(chǎn)形齒輪基圓直徑 g.由式(1)可確定產(chǎn)形齒輪的基圓直徑db1。又因為 h.pm1cosarccos(db1/df1)=pm1cosarccosdb1/(m1Z)pm1cosarccosdb1/(m1Z)=pmscosasi.所以 式中df1產(chǎn)形齒

5、輪分圓直徑 j.則產(chǎn)形齒輪的壓力角a1為 k.l. 由于齒輪倒棱對尺寸精度要求不高，因此可近似取被加工齒輪端面基圓齒厚Sbs與產(chǎn)形齒輪基圓齒厚Sb1相等。Sbs、Sb1分別為 Sbs=db(Sfs/df)+invasSb1=db1(Sf1/df1)+inva1m. 式中：Sfs被加工齒輪分圓端面齒厚 df被加工齒輪分圓直徑 n.Sf1產(chǎn)形齒輪分圓齒厚因為 o.Sbs=Sb1db(Sfs/df)+invas=db1( Sf1/df1)+inva1db(p+4xstanas)/2Z+invas=db1(p+4x1tana1)/2Z+inva1p.所以 (4)式中：xs被加工齒輪端面變位系數(shù) q.x

6、1產(chǎn)形齒輪變位系數(shù)r.9. 等棱設(shè)計原則 等棱設(shè)計原則是針對第、種倒棱型式提出的。等棱邊是指從被加工齒輪輪齒端面齒廓的齒頂處到齒根過渡曲線開始處的倒棱是均勻、等寬的。 10.同理，它的產(chǎn)形齒輪的齒頂寬和齒根寬分別比被加工齒輪端面齒頂寬和齒根過渡曲線開始處寬度小2，且齒數(shù)Z 與被加工齒輪相等(見圖4)。 11.由圖4可知，產(chǎn)形齒輪齒形與被加工齒輪端面齒形相同。同理有 12.pmscosas=pm1cosa113.(5)14.齒輪端面齒廓分圓處的倒棱量為 15.2=Sfs-Sf1=(pms)/4+xsmstanas-(pm1)/4-x1m1tana116.17.將式(5)代入上式得 18.3 倒棱

7、刀的設(shè)計方法1. 斜齒輪倒棱刀的設(shè)計 斜齒輪通常只對銳邊進行倒棱，銳邊倒棱刀片為直齒。為使斜齒輪端面與齒面的倒棱量等寬，也可設(shè)計為斜齒，其旋向與被加工齒輪相同。斜齒輪的鈍邊通常不倒棱。倒棱刀片設(shè)計方法如下： 2.a. 倒棱刀片的模數(shù)m0和壓力角a0分別與相應(yīng)產(chǎn)形齒輪的模數(shù)和壓力角相等。 b. 倒棱刀片的齒數(shù)Z0應(yīng)根據(jù)齒輪倒棱機最大中心距和刀片磨齒機的情況綜合考慮，盡量選取最大值，以延長刀片壽命。 c. 初選刀片與被加工齒輪的中心距a： a=½(Z+Z0)m0d.e. 計算被加工齒輪參數(shù)。 f. 計算產(chǎn)形齒輪參數(shù)。 g. 倒棱刀片主要參數(shù)設(shè)計如下： i. 端面齒頂寬Sa0可根據(jù)刀齒強度要求選取。取許用齒頂寬Sa0=0.25m0.4m，如Sa0Sa0，可繼續(xù)往下計算其它參數(shù)；如Sa0<Sa0，則應(yīng)減小刀片與被加工齒輪的中心距O，重新進行以上計算步驟。 ii. 校核刀片與被加工齒輪的軸向重疊寬度S(見圖5)，以確定刀片寬度B刀=S+(23)。 iii. 倒棱加工時，為防止刀片與被加工齒輪非嚙合面發(fā)生干涉，應(yīng)將刀片的對應(yīng)側(cè)倒角(見圖5)。同時，刀片一側(cè)用鈍后，可將左、右刀片調(diào)換，用另一側(cè)加工，以延長刀具壽命。 iv. 刀體結(jié)構(gòu)設(shè)計見圖6。刀體可循環(huán)使用，加工時只需更換刀片即可。 v. 刀片的齒廓精度可參照GB10095-88漸開線圓柱齒輪精