专利名称：斜齿圆柱齿轮齿向削边磨削工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种斜齿圆柱齿轮齿向削边磨削工艺。
电力机车牵引齿轮是在高速运行中工作，其工作条件十分恶劣。为了保证电力机车牵引齿轮在空载和重载时的齿面啮合正常，减少集中偏载，提高齿轮轮齿的承载能力，在设计上对主动齿轮(小齿)的齿向进行不等量修正，即单侧削边。这种单侧削边在国外是用专门的机床实现的，如美国GE公司的铁路牵引齿轮的主动齿轮，在齿向上作不等量削边修正，是用日本产Kashifuji-KR1000滚齿机精滚小齿轮，切成锥形齿，热处后在MAAGHSS60BC磨齿机上磨齿，一次安装磨成。该机床具有齿向削边修正机构。而在无精切修斜滚齿机，且磨齿机床不具备带有齿向削边修正机构条件下的齿向削边磨削，有关专业期刊如《机械工艺师》《机床》、《机械制造》、《齿轮》均未见到报道。在上述条件下的现有斜齿圆柱齿单侧齿向削边磨削是将工件进行两次装夹，分两次磨削才能完成。这不仅生产效率低，而且加工精度难以保证。
本发明的目的在于提供一种斜齿圆柱齿轮齿向削边磨削技术，为在没有专用齿向修正机构磨齿机床的条件下而设计的一套齿轮齿向削边技术。
本发明的技术解决方案是采用轴截面均变位斜齿轮磨削法对斜齿圆柱齿轮进行齿向削边。其单侧齿向的端面削边量的确定依据，从图3到图6可以看得清楚。图3和图4分别为左旋和右旋轮齿的单侧齿向削边示意，图中β为齿轮分度圆螺旋角，b为齿宽，△为单侧齿向的法向削边量。由于单侧齿向削边量△的存在，使得削边齿面的实际螺旋角为β△。此时可以把图中的轮齿看成是在齿长方向的各个截面中变位系数不同，而且是均匀变化收缩的(见图5)。换句话说，它相当于不同变位系数的齿轮箔片，其变位系数自小到大且按一定螺旋角重叠而成的齿轮。在轴截面中，由于削边的结果，使轮齿均匀变化收缩。若设收缩半角为W，那么，按照啮合原理，此时轮齿两侧齿面仍为渐开线螺旋面，在磨削加工时，齿面的形成依然是斜齿条与斜齿圆柱齿轮的无隙啮合展成。这样磨成的齿轮就能满足设计上要求的齿轮齿向不等量修正，达到使用要求。
其计算方法如下设β′为磨削节圆安装角，W为磨头立柱与齿轮回转轴的夹角，即齿轮变位的收缩半角，βδ为削边齿面的实际螺旋角，βu为非削边齿面螺旋角，△b为截面Ⅰ-Ⅰ至截面Ⅱ-Ⅱ之间的轴向距离，δ为截面Ⅰ-Ⅰ至截面Ⅱ-Ⅱ的端面削边量，如图5所示，αt为齿轮分度圆端面压力角。经过数学计算推导，得出本工艺的两个技术参数tgβ′＝(tgβu+tgβδ)/2……(1)tgW＝(tgβu-tgβδ)/2tgat……(2)为求得上述两技术参数，引入了下面两个辅助计算参数tgβδ＝tgβu-δ/△b ……(3)δ＝△/Cosβ……(4)
很明显，当斜齿圆柱齿轮的螺旋角β为0度时，即变为直齿圆柱齿轮。因此本方法同样适于直齿圆柱齿轮。
根据上述轴截面均变位斜齿轮磨削法的理论和计算出的工艺技术参数来对磨齿机床进行调整，使被磨齿轮轮齿在轴截面中形成一个收缩半角W，这样在一次磨削中获得两个满足要求的不同螺旋角。具体方法如图1和图2所示，根据计算得到的W和β′，将机床磨头立柱与被加工齿轮回转轴线的夹角调整为W，砂轮冲程头架的节圆磨削安装角调整为β′，而β′与平常的斜齿圆柱齿轮节圆磨削安装角β不同，它可通过机床本身的调整机构进行调整;由于磨头立柱(7)与齿轮回转工作台(4)为两体，它们之间无传动运动链，也就无运动方面的精度关系，只存在有几何关系。因此的调整是设计二块楔形角为W的楔形垫片(3)，将它楔于磨床机座(1)和齿轮回转工作台机座(2)的两结合面之间，再将两体连结，然后按要求将磨齿机床回转工作台(4)校正水平，即可进行磨削。这样一次装夹，即可磨成。
本发明经生产使用，解决了在没有专用磨齿机床条件下的斜齿圆柱齿轮单侧齿向削边问题。本工艺只需一次装夹工件，方法简捷，对保证产品质量和提高生产效率都有理想的效果。
图1W角调整示意2β′角调整示意3左旋轮齿单侧齿向削边示意4右旋轮齿单侧齿向削边示意5分度圆柱截面展开图实施例本发明经对东德ZSTZ800和国产Y7150D磨齿床进行合理调整，加工JX-61-00-00 1/2 A齿轮，一次装夹，便能完成正常齿面和削边齿面的磨削。其被加工齿轮模数mh＝10，齿数Z＝19，基准齿形角αn＝20°，分度圆螺旋角β＝24°37′12″，齿宽b＝100，分度圆半径r＝104.5，单侧法向削边量△＝0.16，分度圆端面压力角α大＝21°49′10″。
磨齿工艺参数经计算δ＝0.176，βδ＝24°32′12″，β′＝24°34′42″，W＝7′33″。
加工二块楔形角W＝7′33″的楔形垫片(3)，将它楔在磨床机座(1)和齿轮回转工作台机座(2)的两结合面之间(按附图1或2所示)，使其磨削节圆安装角β′＝24°34′42″，磨头立柱与齿轮回转轴心的夹角W＝7′33″。然后将回转工作台(4)校正水平，即可进行磨削。
对磨削加工后的齿轮的正常齿面和削边齿面在齿轮圆周的四个方向上检测的齿向均达到了JB179-83标准的7级精度。削边量达到了设计要求，齿向线的形状也十分理想。
权利要求
1.一种斜齿圆柱齿轮齿向削边磨削工艺，包括单侧齿向的端面削边量砂轮冲程头架节圆磨削安装角，磨头立柱与齿轮回转轴线夹角、削边齿面的实际分度圆螺旋角的计算，其推导计算公式为tgβ′=(tgβu+tgβ)/2tgW=(tgβu-tgβ)/2tgattgβδ=tgβu-δ/bδ=Δ/Cosβ本发明的特征是将机床磨头立柱与被加工齿轮回转轴线的夹角调整为W，砂轮冲程头架的节圆磨削安装角调整为β′。
2.根据权利要求1所述的斜齿圆柱齿轮齿向削边磨削工艺，其特征在于W的调整是设计二块楔形垫片(3)，将它楔于磨床机座(1)和齿轮回转工作台机座(2)的两结合面之间，β′通过机床本身的调整机构进行调整。
全文摘要
斜齿圆柱轮齿向削边磨削工艺涉及一种齿轮齿向削边磨削技术。本发明是在无精切修斜滚齿机、且磨齿机床不具备带有齿向削边修正机构条件下的齿向削边磨削工艺，它包括削削边磨削参数的计算。本发明的特征是将机床磨头立柱与被加工齿轮回转轴线的夹角调整为ω，砂轮冲程头架的节圆磨削安装角调整为β′。本工艺只需一次装夹工件，方法简捷，能保证产品质量，提高生产效率。
文档编号B23F9/02GK1039200SQ88105749
公开日1990年1月31日 申请日期1988年7月11日 优先权日1988年7月11日
发明者楚彩华, 王大星, 何文清, 陈显伏, 石卫民, 付湘穗 申请人:湖南省益阳齿轮厂