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二次包絡(luò)環(huán)面蝸桿加工原理分析

發(fā)布時(shí)間：2016/6/2 15:19:08 來(lái)源：海洋傳動(dòng)

環(huán)面蝸桿砂輪磨齒法的嚙合原理是基于漸開(kāi)面二次包絡(luò)理論，即用金剛石修形滾輪的漸開(kāi)面SⅠ包絡(luò)出蝸桿砂輪齒面SⅡ，再用SⅡ包絡(luò)出工件齒面SⅢ。

為滿足現(xiàn)代機(jī)械傳動(dòng)高速、重載、低噪聲、高壽命等要求，高精度硬齒面齒輪的應(yīng)用日益廣泛，硬齒面齒輪的精密加工技術(shù)成為齒輪制造技術(shù)的主要發(fā)展方向之一。磨齒是目前首選的硬齒面加工工藝，而蝸桿砂輪磨齒法是其中效率最高的加工方法，NZA、RZA等蝸桿砂輪磨齒機(jī)在國(guó)內(nèi)應(yīng)用廣泛。

為進(jìn)一步降低加工成本，提高加工效率，瑞士賴斯豪爾公司推出了RZP環(huán)面蝸桿砂輪磨齒機(jī)，其加工原理為：將一個(gè)與被加工齒輪形狀完全相同的金剛石滾輪置于被加工工件位置上，通過(guò)嚙合運(yùn)動(dòng)將蝸桿砂輪修整為環(huán)面，然后用此環(huán)面蝸桿砂輪磨削工件。采用該方法可大大簡(jiǎn)化砂輪修形過(guò)程，縮短修整時(shí)間(均攤到每個(gè)工件的修整時(shí)間僅為2～3秒)，且砂輪與工件之間為線接觸(圓柱蝸桿為點(diǎn)接觸)，多齒同時(shí)參與磨削，接觸系數(shù)大，在保持原有精度的基礎(chǔ)上，可使生產(chǎn)效率有較大幅度提高，大部分工件的磨削時(shí)間可縮短到一分鐘以內(nèi)。

本文對(duì)環(huán)面蝸桿砂輪磨齒法的嚙合原理進(jìn)行了分析，在此基礎(chǔ)上自制了金剛石修形滾輪，并在NZA蝸桿砂輪磨齒機(jī)上進(jìn)行了磨削試驗(yàn)。
圖1 坐標(biāo)系示意圖

2 嚙合原理分析

環(huán)面蝸桿砂輪磨齒法的嚙合原理是基于漸開(kāi)面二次包絡(luò)理論，即用金剛石修形滾輪的漸開(kāi)面S^Ⅰ包絡(luò)出蝸桿砂輪齒面S^Ⅱ，再用S^Ⅱ包絡(luò)出工件齒面S^Ⅲ。

坐標(biāo)系的建立
如圖1所示，S(O-i，j，k)和S_p (O_p-j_p，j_p，k_p )為兩個(gè)固定空間坐標(biāo)系，其中，Z軸與齒輪的回轉(zhuǎn)軸線重合，Z_P軸與蝸桿砂輪的回轉(zhuǎn)軸線重合，兩軸正向之間的夾角為S(0<S<p)；X軸與 X_P軸重合，它們的方向?yàn)閮奢S線的最短距離方向；OO_P為最短距離，即中心距a。坐標(biāo)系S₁(O₁-i₁， j₁，k₁)與齒輪固聯(lián)，坐標(biāo)系S₂(O₂-i₂， j₂，k₂)與蝸桿砂輪固聯(lián)，在起始位置，它們分別與S及S_P重合。