插齿工艺加工倒锥齿插齿刀优化设计.docx

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1、插齿工艺加工倒锥齿插齿刀优化设计现代汽车变速箱为了改善变速性能，普遍采用了同步器装置，为了防止脱挡，滑动齿套、齿轮上的结合齿采用了具有倒锥齿的渐开线齿形。在插削过程中，沿齿向切削，逐渐加大工件齿深，使齿形成为具有倒锥齿的渐开线齿形。为了保证工件齿厚的减薄量，沿齿向方向形成所要求的齿侧斜角，因此，在插削齿形时，必须使插齿刀的轴心线与工作轴心线形成交角，此交角的数值应等于齿根锥度半角（以下简称为根锥角）。1.工件基本参数的确定本文根据模数为2mm的结合齿举例说明设计插齿刀所需的工件基本参数（见图1、表1）工件加工后检测齿

2、形时，齿轮检测中心是以基圆螺旋角（Bb1）为基准进行检测，通过检测齿向判定该工件的分圆螺旋角（B1）是否满足要求。因此，在提供工件基本参数时，必须明确工件的分圆或基圆螺旋角。表1工伴基本姦数模数/mm心.0齿数石二39分圆压力角Qtr跨排距力nmM二85.165士0.1量球直彳召mm^p=^4,0齿顶同直径佃m^81.6齿根园直径佃m石前&25分园螺旋角W15^±10'渐开线起始圆佃m077.5注：）5文计算公式中工件卷数下标T"・插齿刀参数下标“LotanBb1=tanB1xcosa（1）2.根锥角的计算插齿刀设计

3、时可视为平行轴加工，改变每个截面的啮合中心距，从而获得理论要求的分圆螺旋角和根锥角。（1）以工件的任意截面（实例中以大端为基准）为设计基准，计算插齿刀的各项参数工件大端齿厚S'=S+2*xtan"=+2mxcosfti『21（2）工件小端齿厚（3）啮合角(4)inv%)=inva+mz0^zl005a啮合中心距2cosa()1(5)插刀齿顶圆(6)式中，x1为工件齿厚大端的变位系数；B1为测量截面距大端的距离；B为工件的有效齿面宽度；S1为测量截面齿厚（根据跨棒距计算）；df1为工件大端齿根圆直径。由上述公式可计算出

4、新插齿刀的外圆直径daO。（2）确定实际根锥角。由公式（2）、（3）计算出工件小端变位系数x1，根据插齿刀的外圆直径及公式（4）、（5）、（6）计算出工件小端齿根圆直径df。「ft'_心以上计算可得出工件的实际根锥角BT,「。由以上结果可以看出，随着刀具的不断修磨，刀具的变位系数逐渐减小，工件的实际根锥角并非是一个固定值，而是成一定的曲线变化（见表2）,取插齿刀齿数z0=50,计算结果。小端中心距伽m7J具外0/mm心%端根径/mm小端根根锥用/r）齿宽竹101905269106.57890,874474910.06

5、5790.1471106.23840,774.455S10171S105.89450.674.43591D.2S2289.981105.54711.1.574.414910398789.7944105.1960.474392S10.521i89.6052104.84110374369310,65128*41321044820274344410788989.218310^,11860474.3IS10.934889.0203103.7507074.28998S.S18910^.3779-0.174.259911.255

6、488.6139103.0001-0.274.227711.432788.405102.6167-0.376.250074.193311.622058S.1917102.2276-0.474.15,811.8279875737101.S323^0.574,115112.051287.7506101.4302-0.67107112292687.521610L021-0,774.022212.559387,2862100.6039—0.873.968512.85211.刀具优化设计，提高刀具的使用寿命根据表1可以看出，在

7、实际加工中，随着刀具的修磨，变位系数的变化，要获得理论正确的分圆螺旋角，必须保证根锥角的改变，但在现实加工中，根锥角（机床的搬度）一般是固定的，进而导致加工时工件分圆螺旋角发生变化。因此，本文重点介绍新刀变位系数的合理化选择，在分圆螺旋角的角度误差允许范围内，保证刀具刃磨量（有效使用寿命）的最大化。刀具设计时，选取一定的变位系数，按表1即可确定对应的固定根锥角，根据以上各公式可反算工件小端的实际齿厚，由公式（3）可计算出实际分圆螺旋角B，根据工件参数要求,保证实际与理论分圆螺旋角之差在公差要求范围内即为合格：绅i押5

8、，图2所示是新刀在取不同变位系数时，随着修磨实际分圆螺旋角的变化趋势。5.0004,5004.0003.5003.0002.5002.0001.500].0000.500008000003—0RI图2表2中选取新刀变位系数0.8、0.3、0、一0.3、一0.8分别计算，根据数据分析显示，当新插齿刀变位系数取0.3附近时，在固定的搬转角度下，该刀