数控弧齿锥齿轮铣齿磨齿机床的研制.pdf

务I造訇化

数控弧齿锥齿轮铣齿磨齿机床的研制

ResearchandmanufactureoftheCNCarctoothwimblesgearmilltoothgrindingmachine

孙连栋

SUNLian—dong

(浙江同济科技职业学院，杭州311231)

摘要：本文分析了弧齿锥齿轮的加工原理、机床所需要的运动、设计了机床的传动原理图，采用三

轴数控系统来控制，将机械传动与数控系统控制的优点结合起来，避免了完全靠机械传动而

造成的机床结构复杂、调整参数多、维修维护困难的问题；同时避免了完全靠数控系统驱动

所带来的数控轴数多、编制程序困难等问题。

关键词：数控；弧齿；锥齿轮；铣齿；磨齿；机床

中图分类号：TG659文献标识码：B文章编号：1009-0134(2011)12(下)-ol05-03

Doi：10．3969／j．issn．1009-0134．2011．12(下)．35

0引言出的轮齿曲面是一对完全共轭的齿面。这个假想

的齿轮称为铲形轮，其齿面由机床摇台上的刀盘

弧齿锥齿轮是螺旋锥齿轮的一种，其轮齿节

线是圆弧的一部分。在齿轮副的啮合过程中，轮刀刃相对于机床摇台运动的轨迹表面所代替。铲

齿由一端至另一端逐渐而平稳地进入啮合，同时形轮可以是平面齿轮或者平顶齿轮，其加工过

啮合的齿数多，与直齿锥齿轮相比，弧齿锥齿轮程对应了两种不同的加工方法。

具有重迭系数较大、齿面比压较低、传动平稳、1．1平面齿轮

冲击和噪音比较小、承载能力高和寿命长等优点。图1所示为一对啮合的直齿锥齿轮，其中一

因此弧齿锥齿轮在传递相交轴间的运动中得到相个锥齿轮的半锥角6／2=90。，节锥面为中心与

当广泛的应用，尤其是在汽车、飞机、机床、石锥顶重合的圆形平面，这种锥齿轮称为平面齿轮。

油、化工、冶金、矿山机械等行业应用更为广泛。平面齿轮的背锥面为一圆柱面，其当量圆柱齿轮为

由于齿形结构、加工方法和齿轮工作安装结构一齿条，节圆半径r：∞，因而齿形为直线齿形。

上的复杂性，对于传统的机械结构的机床，调整参由于平面齿轮的齿形是直线齿形，如果用它

数特别多，费时费力，且质量难以保证。国内外现作为铲形齿轮，则所用刀具的刀刃也是直线形的，

有的数控弧齿锥齿轮加工机床，大多采用五轴、六因而刀具制造容易，精度较高。然而，由于平面

轴数控系统，成本高，编程、维护、维修复杂。齿轮的顶锥面是与节锥面(为一平面)相交齿顶角

本文用三轴数控系统代替复杂的机械结构，0。的倒锥面，刀刃运动轨迹必须随齿顶角0的不

而保留了简单的机械结构的调整，使机床结构简同而改变，使机床结构复杂，因此应用不广泛。

单、造价低廉、操作维护方便。同时，又将铣齿1．2平顶齿轮

与磨齿结合在一起，扩大了机床的功能，提高了图2所示也是一对啮合的锥齿轮，其中节锥

工艺范围，降低了企业的购置成本。角6／2=90—0。(O为齿顶角)，而顶锥面是一

1弧齿锥齿轮加工原理圆形平面的锥齿轮，称为平顶齿轮。平顶齿轮的

背锥面是近似于圆柱