大齒向修形量齒輪及其加工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種齒輪及其加工方法，尤其適用于齒面嚙合錯位量大的懸臂安裝的 硬齒面大齒向修形量漸開線圓柱齒輪。
【背景技術(shù)】
[0002] 鐵路機車牽引齒輪及工程機械領(lǐng)域經(jīng)常使用到主動齒輪懸臂安裝嚙合傳動，這種 結(jié)構(gòu)簡單可靠，但是隨著機車牽引噸位的逐年提升，牽引齒輪的嚙合錯位量越來越大，為了 齒面均載勢必增加齒輪的修形量。傳統(tǒng)的設(shè)計和加工方法是首先設(shè)計出具有恒定變位系數(shù) 和公法線的基本齒面，然后進行齒向修形設(shè)計，加工時通過滾齒實現(xiàn)基本齒面，熱處理后通 過磨齒實現(xiàn)齒向修形，過大的修形量使得齒面磨削量增加，帶來的負面影響是齒面硬度降 低、磨齒凸臺和齒面層深不夠，這些均是行業(yè)內(nèi)公認的降低齒輪強度及壽命的主要危害因 素。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003] 本發(fā)明的第一目的是提供一種能夠減少齒輪的齒向磨削修形量，從而避免由磨齒 量大而產(chǎn)生齒面硬度降低、磨齒凸臺和齒面層深不夠等缺陷的大齒向修形量齒輪。
[0004] 本發(fā)明的第二目的是提供一種能夠減少齒輪的齒向磨削修形量，從而避免由磨齒 量大而產(chǎn)生齒面硬度降低、磨齒凸臺和齒面層深不夠等缺陷的大齒向修形量齒輪的加工方 法。
[0005] 實現(xiàn)上述第一目的的技術(shù)方案為：一種大齒向修形量齒輪，齒數(shù)為z、模數(shù)為m、齒 寬為b和壓力角為a，所述大齒向修形量齒輪上端面齒形的變位系數(shù)為X，所述大齒向修形 量齒輪上端面齒形的公法線為W，所述大齒向修形量齒輪上端面齒形的的公法線W按如下 公式I和II確定：
[0006] W = mcos a ? [ jt (k-0. 5) +z ? inv a ] +2xmsin a ( I)，
【主權(quán)項】
1. 一種大齒向修形量齒輪，其特征在于：齒數(shù)為Z、模數(shù)為m、齒寬為b和壓力角為α， 所述大齒向修形量齒輪（2)上端面齒形的變位系數(shù)為X，所述大齒向修形量齒輪（2)上端面 齒形的公法線為W，所述大齒向修形量齒輪（2)上端面齒形的的公法線W按如下公式I和II 確定：
公式II中，k值按四舍五入取整數(shù)； 所述大齒向修形量齒輪（2)距上端面距離為a處截面齒形的變位系數(shù)為Xa、所述大齒 向修形量齒輪（2)距上端面距離為a處截面齒形的公法線為Wa， 當c < d，\和W a分別滿足公式III、公式IV :
當c ^ d，xjP W a分別滿足公式V、公式VI :
上述公式中，c為點D到點F的距離，d為點E到點G的距離； 所述大齒向修形量齒輪（2)的左齒面與分度圓圓柱面的交線為型線AD，右齒面與分度 圓圓柱面的交線為型線BE ;型線AD與上端面X的交點為點A，與下端面V的交點為點D ;型 線BE與上端面X的交點為點B，與下端面V的交點為點E ;點F為點A沿著大齒向修形量齒 輪（2)的軸向U在下端面V上的投影；點G為點B沿著大齒向修形量齒輪（2)的軸向U在 下端面V上的投影； 公式III和公式V中，S1按公式W計算：
2. -種如權(quán)利要求1所述的大齒向修形量齒輪的加工方法，其特征在于，所述加工方 法包括： 第一步，對齒坯（4)進行滾齒加工；所述齒坯（4)的上端面齒形的滾齒加工公法線為 Wg，所述齒坯（4)距上端面距離為a處截面齒形的滾齒公法線為W' g，滾齒時將滾刀（3)的 軸向進給方向（3-1)與齒坯（4)的軸線（4-1)呈夾角Θ，滾齒加工的留磨量為 e ;所述滾齒 加工公法線Wg按公式I，計算： Wg= ff+2e ( I '）， 所述齒坯（4)距上端面距離為a處截面齒形的滾齒公法線W'g和夾角Θ按公式Π '~ V'進行計算： 當c < d時，W' 8和Θ按公式Π '和III'計算：
滾齒后，所述齒坯（4)的左齒面與分度圓圓柱面的交線為型線幾，右齒面與分度圓圓 柱面的交線為型線KM;此時，所述齒坯（4)的左齒面的留磨量為e，齒向修形量為零；齒坯 (4)的右齒面與大齒向修形量齒輪（2)的右齒面的留磨量e，齒向修形量d-c; 當c彡d時，W' 8和Θ按公式IV'和V'計算： D
滾齒后，齒坯（4)的左齒面與分度圓圓柱面的交線為型線NP，右齒面與分度圓圓柱面 的交線為型線OQ;此時，齒坯（4)的左齒面與大齒向修形量齒輪（2)的左齒面的留磨量為 e，齒向修形量為c_d;齒還（4)的右齒面與大齒向修形量齒輪（2)的右齒面的留磨量也為 e，齒向修形量為零； 第二步，對第一步滾齒加工后的齒坯（4)進行熱處理； 第三步，對第二步熱處理后的齒坯（4)的齒面進行磨齒及齒向修形，制得大齒向修形 量齒輪（2)，其中分以下2種情況： (1) 當c < d時 對第二步熱處理后的齒坯（4)的左齒面進行磨齒，磨削量為e，此時，齒坯（4)的左齒面 已被加工至大齒向修形量齒輪（2)的左齒面，無需修形；齒坯（4)的左齒面的型線幾移至 大齒向修形量齒輪（2)的左齒面的型線AD處； 對第二步熱處理后的齒還（4)的右齒面進行磨齒及齒向修形，磨削量為e，齒向修形量 為d-c，此時，齒坯（4)的右齒面已被加工至大齒向修形量齒輪（2)的右齒面，齒坯（4)的右 齒面的型線KM移至大齒向修形量齒輪（2)的右齒面的型線BE處； (2) 當c多d時 對第二步熱處理后的齒還（4)的左齒面進行磨齒及齒向修形，磨削量為e，齒向修形量 為c-d，此時，齒坯（4)的左齒面已被加工至大齒向修形量齒輪（2)的左齒面，齒坯（4)的左 齒面的型線NP移至大齒向修形量齒輪（2)的左齒面的型線AD處； 對第二步熱處理后的齒坯（4)的右齒面進行磨齒，磨削量為e，無需修形；此時，齒坯 (4)的右齒面已被加工至大齒向修形量齒輪（2)的右齒面，齒坯（4)的右齒面的型線OQ移 至大齒向修形量齒輪（2)的右齒面的型線BE處。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的大齒向修形量齒輪的加工方法，其特征在于，在第一步之前， 先選擇符合大齒向修形量齒輪（2)的設(shè)計參數(shù)要求的齒輪毛坯，并將齒輪毛坯加工成可用 于滾齒的齒坯（4)。
【專利摘要】一種大齒向修形量齒輪及其加工方法，大齒向修形量齒輪上端面齒形的變位系數(shù)為x，上端面齒形的公法線為W，大齒向修形量齒輪距上端面距離為a處截面齒形的變位系數(shù)為xa、大齒向修形量齒輪距上端面距離為a處截面齒形的公法線為Wa，左齒面與分度圓圓柱面的交線為型線AD，右齒面與分度圓圓柱面的交線為型線BE；型線AD與上端面X的交點為點A，與下端面V的交點為點D；型線BE與上端面X的交點為點B，與下端面V的交點為點E；點F為點A沿著軸向U在下端面V上的投影；點G為點B沿著軸向U在下端面V上的投影；加工方法包括：第一步，對齒坯進行滾齒加工；還包括第二、三步。能夠減少齒向磨削修形量，避免由磨齒量大而產(chǎn)生齒面硬度降低等缺陷。
【IPC分類】F16H55-17, B23P15-14
【公開號】CN104653749
【申請?zhí)枴緾N201410854562
【發(fā)明人】顏力, 劉忠偉, 文超
【申請人】南車戚墅堰機車車輛工藝研究所有限公司
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2014年12月31日