脹芯軸制造廠家——百分百夾具機(jī)械設(shè)備（廣州）有限公司的技術(shù)團(tuán)隊(duì)，有多年的齒輪行業(yè)和夾具行業(yè)的設(shè)計(jì)、制造、生產(chǎn)，及安裝調(diào)試經(jīng)驗(yàn)。

目前，國(guó)內(nèi)對(duì)面齒輪的精加工還處于初級(jí)階段，商業(yè)化的面齒輪加工機(jī)床還未推出。針對(duì)國(guó)內(nèi)面齒輪加工現(xiàn)狀，本文提出基于通用五軸聯(lián)動(dòng)加工中心碟形砂輪單分度磨削的加工方法來實(shí)現(xiàn)面齒輪的磨齒加工，該方法對(duì)于普及面齒輪的精加工，豐富和擴(kuò)展通用數(shù)控加工中心的功能具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

面齒輪的碟形砂輪磨削加工原理

面齒輪理論齒廓如圖 1 所示。從圖 1 中可以看出，由于齒面沿齒寬方向壓力角不同而出現(xiàn)齒廓變尖的情況，因此，無法使用成形刀具進(jìn)行加工，只能采用展成法進(jìn)行磨削加工，其加工原理是通過碟形砂輪和齒坯模擬面齒輪副的嚙合過程來實(shí)現(xiàn)齒面的磨削加工。

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面齒輪的碟形砂輪展成法磨削加工過程如圖 2 所示。從圖 2a) 中可以看出，碟形砂輪繞自身軸線 Xw 高速旋轉(zhuǎn)作切削運(yùn)動(dòng)，其軸截面形狀與插齒刀齒廓形狀一致，模擬插齒刀( 虛線所示) 的一個(gè)齒。從圖 2b) 中可以看出，面齒輪齒坯繞自身軸線 Z2 旋轉(zhuǎn)，與此同時(shí)，碟形砂輪繞虛擬插齒刀( 產(chǎn)形輪) 軸線 Ys 作旋擺運(yùn)動(dòng)，當(dāng) 2 種運(yùn)動(dòng)按照某一固定傳動(dòng)比傳動(dòng)時(shí)，即可實(shí)現(xiàn)面齒輪齒廓的展成磨削加工；當(dāng)一個(gè)輪齒磨削完成后，面齒輪齒坯隨機(jī)床工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)一個(gè)分度，加工下一個(gè)齒廓，如此逐齒磨削，后完成面齒輪所有齒面的加工。

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行星傳動(dòng)組件不僅要考慮齒輪的接觸和彎曲強(qiáng)度達(dá)到使用要求，同時(shí)根據(jù)已有的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)還要滿足以下幾方面的要求：①行星輪內(nèi)裝軸承的承載能力滿足使用要求;②太陽輪齒數(shù)和內(nèi)齒輪齒數(shù)之和是行星輪齒數(shù)的整數(shù)倍;③太陽輪齒數(shù)不小于 15;④太陽輪的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力不大于 70 MPa;⑤減速器的輸入轉(zhuǎn)速與配對(duì)使用的兩級(jí)行星齒輪減速器的輸入轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)差小于3 r/min，因此減速器低速級(jí)行星傳動(dòng)主參數(shù)的確定是減速器設(shè)計(jì)的難題。

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與普通齒形相比，雙圓弧齒廓增加了齒輪的嚙合對(duì)數(shù)，減少了普通齒輪嚙合時(shí)尖點(diǎn)和干涉情況的發(fā)生，顯著提高了齒輪的嚙合效率。同時(shí)，其承載能力高，使用壽命長(zhǎng)，可以在高速度、高負(fù)荷環(huán)境下工作。雙圓弧齒輪是抽油機(jī)減速器的重要部件，使用一段時(shí)間后會(huì)不可避免地產(chǎn)生破損，直接報(bào)廢更換新齒輪需要花費(fèi)較高的費(fèi)用。齒輪的破損形式主要有斷齒、齒面剝落等。針對(duì)這些問題，目前的修復(fù)方案是對(duì)損傷程度較小、有修復(fù)價(jià)值的雙圓弧齒輪進(jìn)行激光熔覆或者對(duì)齒輪進(jìn)行堆焊，由于修復(fù)后的齒輪齒廓不標(biāo)準(zhǔn)，必須對(duì)它進(jìn)行切削加工，使再制造雙圓弧齒輪恢復(fù)原有的使用性能及精度。

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