精密弧齿锥齿轮的制造

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【摘 要】弧齿锥齿轮具有传动平稳及承载能力强等优点，精密弧齿锥齿轮切削加工，轮坯必须是精密的，机床调整应该正确，同时所用的刀具及工件夹紧装置也要符合要求，才能保证切齿精度，但是，切齿后的热处理及安装表面的磨削等工序对成品齿轮精度的影响也很重要，因此说，研究精密弧齿锥齿轮制造技术是非常必要的。

本文就精密弧齿锥齿轮的制造方法等制造过程，精度控制方法及加工设备做了比较系统的论述。

【关键字】弧齿锥齿轮；切齿；精密刨齿机

一、引言

弧齿锥齿轮是发动机的传动系统，它具有传动平稳、噪音小、传动效率高、寿命长等特点，使用寿命是链条传动的三倍以上。由于弧齿锥齿轮是飞机发动机中的主要传动件，尺寸精度要求很高，转速在5500转/分。由于转速高，如果尺寸精度保证不了，势必将引起传动噪音，它是用户比较敏感的问题，影响弧齿锥齿轮制造精度的因素又很多，必须逐项研究分析，经过生产实践、工艺试验、技术攻关、工装改进、摸索热处理变形规律等，现生产的弧齿锥齿轮在性能及尺寸精度方面已满足设计要求。

二、精密弧齿锥齿轮的加工方法

（一）工件夹紧装置

在切削质量高的弧齿锥齿轮时，所用的齿轮夹紧装置起到了重要的作用，因为当工件夹紧装到机床上，实际上它已成为主轴的一部分了。

机床主轴孔是莫氏椎体，芯轴装入主轴孔时，应轻轻推入，芯轴端面与主轴端面间隙应在0.05mm----0.2mm之间。

芯轴设计时应考虑到以下几个重要因素：刚性、同轴度、尺寸精度及齿轮夹持力均匀，一般夹紧装置装到机床上时，径向及轴向定位面的跳动应在0.01mm以内。

芯轴制造时应与主轴锥度一致，接触面应达到75%。芯轴装好后，端面振摆允差0.01mm，径向振摆允差0.015mm。

（二）切齿调整

1.调整分齿挂轮

分别用单分齿法和双分齿法进行计算

2.调整刨刀冲程数

3.调整进给挂轮

一般飞机发动机的锥齿轮都属于小模数齿轮，我们用双重双面法，在弧齿机上加工，即：一对齿轮副的大轮和小轮，两齿面都是用双面刀盘，从实体齿坯上一次精加工出来，此方法生产效率较高。

（三）弧齿轮检查及轮齿接触区

弧齿锥齿轮的检查除检查齿跳、齿厚以外，主要是在检查机上运转检验，运转检验包括以下主要项目：

1.检验接触区的形状与位置

由于接触区的形状与位置的偏差或装配中不可避免的误差，将使负荷集中在齿端上，这就引起了齿轮的早期磨损，所以运转检验时，一般都使接触区长度上保持齿长40%～60%。在高度上保证齿高60%～80%。

一般规律是传动较小负荷时，为提高平稳度及降低噪音，希望增大接触区面积，但这时增大装配不精确度，负荷大时，采用较小接触区的相对面积，以减少安装灵敏性及工作负荷作用下的接触区偏移的影响。

热处理以后，齿轮的齿牙要发生变形，主要是螺旋角的变化，其规律如下：

如果假定大轮螺旋角不变，则小轮螺旋角往往减小，所以在切齿调整中应使接触区在小头的两面上不对称，使其凹面上略为靠近中心，凸面上略靠近小头，以使热处理后恰好正确位置。

如果在着色检查时发现有比较严重的对角接触、偏接触等不正常接触现象，应重新调整切齿机予以修正。

2.表面粗糙度

接触区的形状应该是连续的，如果发现有断断续续的小条或小片，表明表现粗糙度不好，这时必须重新磨刀，如果粗糙度太差，噪音也会必然随着提高。

（四）装配面的磨削加工

在热处理过的弧齿锥齿轮加工过程中，最重要之一是磨孔，磨支撑直径及轴向定位面。因为齿轮的精度在很大程度上是由这道工序控制的。

一般轮毂齿轮，通常是装在夹具上磨削装配面，轴类零件一般就夹到顶尖上磨削，夹到顶尖磨削时工件的顶针孔和机床的顶针都必须保持干净并且形状正确，不得损坏。热处理后必须研磨工件顶针孔，去除赃物及损坏部分，有的轴类零件在热处理后需要校正，校正前顶针必须干净，否则顶针上检查跳动将会出现错误结果。

三、弧齿锥齿轮的加工设备

由于锥齿轮在汽车、飞机以及机械制造业被广泛应用，从而促使锥齿轮加工机床在性能、规格方面得到广泛的发展，比如适合高精度要求的锥齿轮磨齿机，适合高生产率要求的有拉齿机，适合鼓形齿要求的有鼓形齿铣齿机等等。尽管其种类繁多，基本上仍可分为两大类，即以仿形法为原理的锥齿轮加工机床和以滚切法为原理的锥齿轮加工机床。

四、结束语

经过一段时间的生产实践证明，弧齿锥齿轮传动在传动平稳性及承载能力等方面显示出明显的优势，尤其适用机及汽车的传动系统。我们相信弧齿锥齿轮在今后将会得到更广泛的应用。