25°压力角凸角磨前齿轮滚刀的设计

姗 年第 者№4 25。压力角凸角磨前齿轮滚刀的设计／ ’ 大连机车车辆厂(I l6022)垡兰 ／靳化仁 摘 ■：根据齿轮啮台及滚刀设计原理-结台铁路内燃机车用牵引齿轮的加工实赋．介绍了正前角 、2 压力角 凸角磨前齿轮滚刀的结构特征及设计 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 。 关■词：磨前淮刀，齿轮滚刀， 压力角．设计 ． - - - —- _ _ 。 一 。 一 I，|确驴 0fPre- 血喀珏Ⅱbwilll 25。 19 tc~72／ 一 ：～ 一 = hob蚴 Ab圈呐旺：c0n ngtIle b8 c 咖ipl髓0f伽科 删af学B8r|曲d d d 删 唱p ce 0f呻cli叩 ar州一 ’ S lllre 兰善爱基are 咄 c，fI／2 6 m出 im ． f』 ^ 酗 幽： I出g ． h0b， 咄， l 1 引言 牵引齿轮是内燃机车的重要传动部件。在机车 运行中，牵引齿轮承受着巨大的牵引扭矩和振动负 荷．工作条件十分恶劣。近年来，为了满足铁路运输 高速、重载的要求．内燃机车牵引齿轮广泛采用了齿 根强度高、抗胶合能力强的 25 压力角齿轮。但在实 际应用中发现，齿根裂纹和轮齿断裂现象仍时有发 生，其中东风 4D型客运机车问题尤为严重。造成 牵引齿轮早期非正常失效的一个重要原因是 ：25。压 力角齿轮齿根狭窄，采用通用磨前齿轮滚刀滚齿与 磨齿形成的齿根过渡曲线形状不合理，曲率半径偏 小(如图 1所示)，既给齿根处的热处理带来困难，又 容易造成齿根处应力集中，引起齿根裂纹和轮齿早 期断裂。 改善齿轮磨齿后齿根过渡曲线形状有两种途 径。一种途径是改变磨齿工艺，采用全齿槽磨削，以 消除造成齿根应力集中的有害凸台。但由此带来的 副作用是增加了磨齿工作量，降低了磨齿效率．而且 收稿 日期 ：1999年 9月 圈 1 通用■前鸯靶滚刀滚齿有■齿凸台 因为齿根处砂轮与工件接触面积较大．散热条件差． 容易产生磨削振动及其它磨削缺陷．降低了齿面质 量；全齿槽磨削不但不能改善齿根的热处理条件，反 而破坏了齿根的淬火压应力，降低了齿根强度；全齿 槽磨削砂轮修整困难，消耗量大。男一种途径是改 进磨前滚刀的齿形设计，使齿轮通过滚齿获得合理 的齿根过渡曲线形状，在磨齿时齿面又能与滚齿形 成的齿根过渡曲线光滑连接，从而改善齿轮的齿根 强度。本文将详细介绍后一种途径使用的 25。压力 角凸角磨前齿轮滚刀的设计原理及方法。 2 设计原理 25口压力角凸角磨前齿轮渡刀与通用磨前齿轮 5 系统运行结果 麻花钻 c^ D，cAM系统可以完成从参数输^到 零件工作图、工序卡生成的整个设计过程。系统可 以在屏幕上对生成结果进行观察浏览，同时允许对 设计结果进行局部修改。除可修改图形外，还允许 对工艺文件内容进行增删和修改。最终结果可以用 文件保存，以便今后再次使用时直接调用。文件输 出可通过各种外部设备实现。图4为系统生成的某 种麻花钻的工艺卡片。 6 结论 (1)麻花钻 CAD／CAM系统采用C语言和 A 文 件格式，较好实现了刀具结构的参数化设计和绘图。 (2)工艺设计在产生式原理的基础上建立集成 知识库，较好实现了工艺过程推导，并可实现对工艺 方案的评价。 (3)系统信息输^采用 win曲 风格菜单形式． 便于使用和推广。 龋辑：张 宪 维普资讯 http://www.cqvip.com 滚刀相比齿形上有较大改进，其齿形由凸角部分和 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 部分组成。滚刀切削时充分利用了刀具与工件 的啮合运动。凸角部分切削出齿轮齿根的过渡曲线 部分，标准部分切削出齿轮的渐开线部分。这样，滚 切出的齿轮齿根处有了一定的沉切量，为磨齿提供 了必要的砂轮越程。磨削后，磨齿形成的渐开线与 滚齿形成的齿根过渡曲线圆滑连接，从而可达到消 除磨齿凸台，保留齿根淬火压应力。提高磨齿精度和 齿轮强度的目的。滚刀加工的齿轮磨齿前后的齿形 如图 2所示。 一 田2 凸^磨曹齿格滚刀滚齿无磨齿凸台 25o压力角凸角磨前齿轮滚刀的设计应满足以 下要求 ： (1)满足齿轮啮合基本要求 滚切出的齿轮廓形应为标准渐开线齿廓，磨齿 后应保证齿轮有啮合必需的有效淅开线长度。 (2)满足滚刀切削基本要求 滚刀凸角部分应有足够的侧后角和刀尖圆角。 以碱小滚刀磨损，增大齿轮齿根过渡曲线的曲率半 径，提高齿根强度和滚刀使用寿命。 (3)满足标准化、系列化要求 滚刀参数的选取应尽量采用相关国家标准，以 便于制造和使用。 3 设计方法 · 3．1 设计的原始数据 25咂 力角凸角磨前齿轮滚刀是一种专用磨前 滚齿刀具，其参数设计与被加工齿轮及其共轭齿轮 的模数、压力角、齿数、变位系数、齿轮精度等级、磨 齿余量等都有直接关系，因此设计时必须了解上述 参数。现以东风 4D型客运内燃机车牵引齿轮为 例，介绍加工主、从动齿轮用 25。压力角凸角磨前滚 刀的设计方法。设计必需的原始数据如表 1所示。 3．2 滚刀基本参数的确定 为了便于制造和使用，滚刀的结构尺寸、齿数、 容屑槽型式等应尽量符合相关国家标准。整体高速 工具技术 裹 1 来风 4D■内燃机车章引齿轮参数 齿轮●数 主动齿轮 从动齿轮 模数(m ) m=l0 m=10 压力角 口=2 口=2 齿救 t=24 =鹤 奎位 系数 0．405 2；0．512 齿厚上酋差(哪 ) ￡．⋯ 0柏 ．：一0．柏 齿厚下酋差(唧 ) -_u_0 60 0 60 齿厚方向单边唐齿采量(哪 ) d =O．∞ d2=0．30 钢滚刀的结构尺寸可按 GB8062．1—87《磨前齿轮滚 刀基本型式和尺寸》选取。对于模数较大的滚刀。为 节省刀具材料，可做成镶齿结构，滚刀尺寸可按 GB9205--~8《镶 片齿 轮滚刀》选 取。但 应注 意， GB9205---88中的滚刀分度圆直径 d和螺旋升角 是按标准滚刀的齿顶高计算的，设计磨前滚刀时应 予修正。 东风4D型客运机车牵引齿轮磨前滚刀设计成 单头、右旋、容屑槽平行于滚刀轴线的直槽阿基米德 镶齿滚刀。为了提高切削性能，滚刀设计成正前角， 其基本结构尺寸和相关参数按 G~9205---88(镶片齿 轮滚刀》选取。并按磨前滚刀的齿顶高进行修正，具 体数值如表 2所示。 裹2 末风∞ 蕾内燃机车章引齿轮■前照刀摹本参数 壤刀参数 主动齿轮壤刀 从动齿艳渡刀 壤刀外径(m ) d =19o 也=19o 壤刀长度(m ) L=200 L=2o0 内孔直径(ram) D=∞ D=如 窖晨糟数 =10 =10 分度一直径(ram) d=I60．23 d=160．23 螺旋升角 =3"35 =3~35 齿顶铲背量(m ) K=12 K=12 前刃面帕心量(砌 ) e=12 c=12 分度圆前角 =铲37' 7o=铲37' 齿顶高幕救 h ‘=1．3．5 ．^‘=1．35 3．3 滚刀轴向齿形的设计 由于凸角磨前齿轮滚刀齿形较复杂，因此制造 难度较大。为减小制造误差，滚刀的齿形参数应在 轴向截面内设计，以便于铲齿加工及铲磨砂轮的修 整。凸角磨前齿轮滚刀的轴向齿形如图3所示，其 主要参数可按下列公式设计。 (1)标准滚刀理论轴向齿厚 = 维普资讯 http://www.cqvip.com l 2OOO年第 卷№4 围 3 凸角磨前齿轮最刀的轴向齿形 (2)标准滚刀最大轴向齿厚 一 一 最 (3)标准滚刀最小轴向齿厚 st 一毒 (4)凸角磨前滚刀实际轴向齿厚 = Sz~n- (5)滚刀的齿顶高 = h m (6)滚刀轴向齿形角 哪 — (1- )] (7)滚刀齿顶圆弧半径 = 箫 (8)滚刀最大凸角高度 d^ =^ 一 lm P1sina一里!雩 “^ =^ 一 m+ sin口一．毕 式中P J、P2分别为主、从动齿轮渐开线上啮合开始 点或终止点的曲率半径，可根据一对变位齿轮的啮 合角和中心距求得。 (9)滚刀凸角部分轴向齿形角 =awtg 聚 ． 2 一 一 菰 荷 按上述公式计算得到东风 4D型 燃机车牵日 齿轮磨前滚刀轴向齿形参数如毒3所 。 2l 3．4 滚刀前刃面齿形的设计 正前角滚刀的齿形应在前刃面内测量，为了便 于制造中进行 检测 工程第三方检测合同工程防雷检测合同植筋拉拔检测方案传感器技术课后答案检测机构通用要求培训 ，设计中还应给出滚刀前刃面的 表3 东风413型内燃机车牵引齿轮凸角 磨曹滚刀轴向齿形参数 齿形参数 主动齿轮蒗刀 从动齿轮蒗刀 标准滚刀理论轴向齿厚(r咖) S =15．74 =l5 74 标准滚刀最大轴向齿厚(Ⅱ 山=16．34 5 一=l6． 标准滚刀最小轴向齿厚f哪 ) 一 =16．H 锄 =l6 l4 凸角磨前蒗刀宴际轴向齿犀 T『I『I) =l5．74 S．=15 54 滚刀齿顶高f哪 k =13．5 ^=l3 5 ， 滚刀轴向齿形角 口 =2 。丑J 口 =25~52 滚刀齿顶圆弧半径f曲 =2．，95 =2螂 k叫=4． ^一：5 42 滚刀凸角高度(r咖) 取 h =4 取 h =5 滚刀凸角部分轴向齿 角 =I9州 口=20。n 齿形参数，如主切削刃及凸角部分的齿形角、各部分 齿高、分度圆齿厚等。由于刀尖圆弧在前刃面内呈 椭圆形，因此前刃面中不必给出齿顶圆弧半径。前 刃面齿形参数的设计可参考有关手册，在此不再赘 述。 4 结语 采用 25 压力角凸角磨前齿轮滚刀从根本上改 善了内燃机车牵引齿轮的性能，明显增大了齿轮齿 根过渡曲线的曲率半径，有效消除了磨齿凸台，达到 了保留齿根热处理特性的目的，提高了齿根强度。 25 压力角凸角磨前齿轮滚刀为磨齿工序提供 了必要的砂轮越程，减小了磨齿时砂轮与工件的接 触面积，消除了磨削振动，提高了齿面质量和磨削效 率。 通过一年多的装车试验，应用效果良好，目前东 风4D型客运机车牵引齿轮的加工已批量采用25a压 力角凸角磨前齿轮滚刀滚齿。 需要说明的是，25咂 力角凸角磨前齿轮滚刀是 一 种专用磨前滚齿刀具，它与被加工齿轮的模数、压 力角、齿数、变位系数、磨齿余量等参数均有密切关 系，在实际应用中应根据具体加工条件进行设计。 参考文献 l 四川省机械工业局编 ．复杂刀具设计手册 ．机械工业 出版 社 ，1979 2 量具刃具国家标准汇编．中国标准出版社，1990 编辑：张 宪 维普资讯 http://www.cqvip.com