1、滾齒機加工鼓形齒輪的仿形法 【摘 要】齒式聯軸器是可移動剛性聯軸器中，用處最廣泛的一種聯軸器。為改善因接觸應力增大，磨損加劇以致早期損壞的情況，我們常把齒式聯軸器齒輪的制成鼓形齒。本文論述了在普通滾齒機上安裝伺服系統，將y38滾齒機加工鼓形齒輪的仿形法。 【關鍵詞】仿形法 鼓形齒輪 y38滾齒輪 齒式聯軸器是可移動剛性聯軸器中，用處最廣泛的一種聯軸器，它是利用內外齒嚙合以實現兩半聯軸器的連接。允許被連接軸有一個不大的偏轉角，而直齒形聯軸器當外齒輪與內齒圈相對偏轉時，形成齒端點接觸，造成接觸應力增大，磨損加劇以致早期損壞。為改善這種情況，我們常把齒式聯軸器齒輪的制成鼓形齒。當兩軸有相對角位移時，

2、鼓形齒可以避免齒端點接觸，改善嚙合面上壓力分布的均勻性并可增加許用角位移。由于鼓形齒性能好，已被廣泛應用于 煉鐵、煉鋼、軋機中的部件。但鼓形齒齒形是一小段圓弧，給加工帶來不便，必須用有專用加工設備，目前新設計的數控滾齒機都已采用鼓形齒，這些設備成本高，造價高，是普通滾齒機的幾倍。而普通的滾齒機只能加工直齒，正是由于普通滾齒機的加工單一性，造成普通滾齒機設備閑置，資源浪費。我們采用在普通滾齒機上安裝伺服系統，僅僅是幾千元的費用，就能達到造價百萬元的數控滾齒機加工鼓形齒的效果。 改裝的方法如下： 利用液壓仿形法。在一臺國產y38滾齒機上，利用液壓伺服系統的原理，改裝了徑向走刀傳動系統，使滾刀在軸向

3、走刀的同時，又按預定軌跡作徑向進給，即滾刀的復合走刀運動為圓弧從而加工出鼓形齒齒形。 一、原理 為了使滾刀在垂直走刀的同時按預定軌跡徑向走刀，在刀架上裝置一塊模板，模板隨同刀架升降并隨同立移動，在床身導軌上裝置液壓伺服閥，在立柱進給絲杠上裝置液壓缸，缸體固定在床身上。伺服閥采用正開口四邊滑閥，有單獨的供油裝置供給壓力油。由于液壓缸左右油腔面積相等并通過伺服閥的四個控制邊s1、s2、s3、s4，既與壓力油相通又與回油相通。當模板與滑閥閥芯接觸并壓定距離使閥芯在中間位置時，液壓缸的左右油腔壓力相等。活塞不動，處于平衡狀態。當模板推動閥芯時，如推動閥芯向左移動，這是s1和s3減小，s2和s4增大，液

4、壓缸左腔壓力增大，右腔壓力減小，因此活塞從左向右移動，反之從右向左移動?；钊苿訒r通過進給絲杠推動立柱移動。作徑向進給。同時帶這模板一起移動，因此立柱移動后，模板與滑閥退離接觸（或壓進）使系統中心恢復平衡。立柱停止完成反饋過程。而立柱的移動距離等于模板推動滑閥閥芯移動的距離。因此在滾刀沿齒輪軸向走刀的同時，能按照模板的弧形作徑向進給，從而仿形加工出鼓形齒形。 二、結構設計 1.油缸 是空心雙出桿活塞油缸，立柱進給絲杠從活塞中心空穿過，用螺母鎖緊，這一結構保證了當油壓推動活塞時帶動絲杠一起移動，同時立柱的機動和手動進給仍可用原機床的傳動機構帶動，與液壓傳動互不干涉。當加工鼓形齒輪時，先開動機動進

5、給，使滾刀接近工件，然后用鎖緊螺母將絲杠，與螺母傘齒輪鎖緊，以消除絲杠、螺母之間的間隙對鼓形齒加工精度的影響。需要指出，在加工鼓形齒輪時，由于在工件齒寬中線以上時，滾刀是逐漸后退，過了中線，滾刀轉為逐漸前進，由于進給方向變換，因此傳動系統如果存在間隙，將會造成加工誤差。在鼓形齒加工過程中，不再使用原機床機動和手動進給機構，只用液壓系統，先轉動手輪.通過絲杠使滑閥移動到閥芯與模板接觸并壓段距離達到平衡狀態，當再轉動手輪使滑閥移動時，立柱也隨之移動同樣的距離，用這種方法可以控制吃刀和退刀，由于活塞行程有50mm，對加工模數10以下的齒輪所需的吃刀深度是足夠的，當需要改換加工普通圓柱齒輪時，可以不必

6、拆除液壓缸，只需將活塞移動到左端與油缸蓋相靠墊上兩半剖分墊，用螺母鎖緊，即可與普通滾齒機一 樣使用。 2.模板裝置 鼓形齒輪實際上是一個變位量沿齒寬方向連續變化的齒輪，刀具的位移量應等于齒輪變位量，因此滾刀的運動軌跡應是半徑為R的圓弧，可見模板圓弧半經也是R.另外，模板的圓弧兩端應有一段直線部分，以保證滾刀切入和切出 行程滑閥閥芯與模板不脫離接觸。 模板應安裝到刀架上，應能隨同刀架升降，并能方便地調整高低位置。當加工鼓形齒輪時，為了保證鼓形量對稱于齒寬中線（要求中線偏移不大于0.5mm)，需要使當滾刀軸中心線對正工件齒寬中線時，模板的圓弧中心對正滑閥閥芯。 3.液壓伺服閥 為了保證鼓形齒加工精

7、度，要求控制系統的靈敏度高，也就是推動閥芯的力要小，克服負載的作用力要足夠大，隨著閥芯的微小位移，立柱能作出反應，這主要決定于伺服閥的精度，為此閥芯與閥套要采取配作加工，保證經向間 隙不超過0.005mm.四個控制窗孔要達到最理想狀態。 三、特點 1.精度較高 由于利用了液壓伺服系統的放大作用，控制滑閥位移的力很小，不過幾公斤。因此裝置的本身不會有變形，而能夠把模板的弧形準確的傳遞刀工作機構上，得到足夠大的作用力，可以用調整供油壓力的大小很方便地達到。 2.機床的操作、調整方便 用這套裝置加工鼓形齒輪，與在普通滾齒機上加工圓柱齒輪，操作上沒多大區別。所用工時也基本相同，對于不同尺寸和模數的鼓形齒輪加工，除模板專用外，具有萬能性，即適用于成批生產，也可用于單件小批生產。 3.機床的改裝不大 一般機械制造廠都能辦到，對于其他型號的滾齒機，包括立柱移動式和工作臺移動式的都適用，它的原理也可以移植于研磨機，用以加工俢緣齒輪。改裝后的滾齒機，還能夠加工普通圓柱齒輪，不需要作大的改動。 用這套裝置加工的鼓形齒輪精度不低于級8-8-7，齒面光潔度達到6級。 四、使用情況 調查表明，在軋機上使用鼓形齒聯軸器由于偏轉角大，工作條件繁重，特別是在轉速高的情況下，磨損迅速，壽 命低。解決這一途徑是： 1.增大模數，在按裝尺寸一