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滚齿机滚齿原理
滚齿是利用斜齿圆柱齿轮啮合原理进行切削。滚刀加工齿轮相当于一个螺旋角很大 (β=90°)、齿数很少 (一般单头)、轮齿可绕轴线数圈的螺旋齿轮与被加工齿轮无侧隙啮合
卧式滚齿机滚齿实物如图 2 所示。滚刀和被加工齿轮按一定的速比转动,在齿轮的端截面上连续加工出完整的齿,滚刀沿着齿轮的轴心线方向进给,加工出全齿轮宽度的齿。当滚切斜齿轮时,滚刀沿工件轴线方向移动的距离等于齿轮螺旋线导程时,齿坯须正好附加旋转一周。滚刀的主切削运动 (滚刀旋转运动)、展成分齿运动、轴向进给及附加旋转运动 (差动) 等系统必须同时进行。滚齿机主切削运动可通过手柄选择一定范围内的参数;展成分齿运动可联系滚刀与齿坯按一定速比转动,是决定切齿精度的运动。在滚切不同齿数的齿轮时,需改变展成分齿运动链中分齿交换齿轮比,轴向进给运动可在一定的范围内通过手柄选择参数;附加旋转 (差动) 运动是依靠差动机构实现的,滚切不同分度圆螺旋角齿轮时,需改变差动交换齿轮比。欢迎来电百分百夹具机械咨询更多磨齿夹具制造厂家
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齿条展成渐开线齿面
设定 a1、a2是滚刀齿面修形参数,an为法向压力角,mn 为法向模数,Rl 、nl 分别为位矢与法矢,l 为滚刀与大齿轮,rt是法向齿条位矢,t 是展成滚刀和大齿轮分析齿条。齿条参数 ut、lt,展成角是 θt。结合齿条展开渐开线齿面理论,展成滚刀及大齿轮齿面可用以下数学式表达 : 三、切向齿轮数学模型
在滚齿加工中,滚刀螺旋角和工件螺旋角会形成一个轴交角 γ。设定径向中心距 E0,滚刀与工件动坐标系 Sh、S2,参考坐标系Sa、Sb、Sc 和 Sd。再假定滚刀绕自身轴的转角 φ1,滚刀沿工件轴位移 lz,沿切向位移 ly。工件绕自身轴转角 φ2,安装参数 E0与 γ 可表示为以下形式 :
切向齿轮时,工件有附加转角,其转角为 : 上述表达式内,β1、β2与旋向有关,同向取正,反向取负。
参考上述表达式能将切向滚齿简化成 2 自由度滚齿,简化阶段的 lz 与 φ1 是独立的运动参数。结合空间齿面啮合原理,将滚刀齿面位矢进行坐标系调整,并在 lz 与 φs 取一个优值,应满足啮合方程式。工件齿面位矢与法矢能利用下面表达式表达 :
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啮合齿轮节点的脉动冲击
一对渐开线齿轮在传动过程中,各对齿轮的接触点所走的轨迹始终在啮合线上连续地依次运转,如图1所示。 图1中,轮O1为主动齿轮,以角速度ω1顺时针方向回转;轮O2为被动齿轮,以角速度ω2按逆时针方向回转,两齿轮从啮合起点A开始啮合,随着传动的进行,两齿廓的啮合点将沿着啮合线NN移动,当啮合进行到主动轮的齿顶圆与啮合线交点C时,两轮齿即脱离接触。齿轮副在啮合过程中,相同的基圆展开角所对应的渐开线弧长是不相等的,因此,产生齿面相对滑动,并且整个啮合线上齿廓间相对滑动速度的大小将随啮合点位置不同而改变。其中以啮合起始点A和终止点C的相对滑动速度为大,在节圆切点B上相对滑动速度小接近于零。
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个非常复杂的空间曲面,利用三坐标测量机来测量螺旋锥齿轮的齿面形状,主要是预先设置好测量坐标,然后逐点进行测量。增加测量点数是提高测量精度的有效方法,但是随着测量点数的增加,测量路径的优化就显得尤为重要。当确定了测量点的坐标后,测量路径的优化直接影响着测量效率,特别是在测量点分布不均匀时,这种影响更加明显。此外,当测量路径规划错误时,势必将导致测头与工件发生碰撞。由此可见对测量路径的是的,其不仅可以减少测量过程的空运行,而且可在测头与工件不碰撞的前提下以短的路径完成测量工作,从而提高测量效率。
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