滚切齿数大于100齿的齿轮分齿及差动计算方法及结果比较

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【摘 要】本文介绍了在Y38、Y3180H及YN3180滚齿机上滚切大于100齿的质数齿轮的自制交换挂轮的方法。通过差动挂轮及分齿挂轮的计算结果进行比较，采用下述方法制造大于100齿的质数齿轮，可降低生产成本，从而使得滚齿加工工序变得简单化了。

【关键词】滚切质数齿轮；分齿挂轮；差动补偿；自制交换挂轮

我公司生产的ZD、ZL系列减速器中会碰到齿数大于100齿的齿轮，如Z=101、103、107、109、113的质数齿轮。又如Z=121齿，虽然不是质数，但无法选到所需的分齿挂轮。针对这一问题，我们在滚齿工艺中制定了两种滚切工艺方法，这两种方法都可以滚切出上述的质数齿轮。

1 采用自制交换挂轮（直齿）

模数选用mn=2、（这是由于我公司滚齿机型号分别为Y38、Y3180H及YN3180）。为了使交换挂轮能够在各台滚齿机上通用，统一交换挂轮的模数及挂轮的内径，便于互换。齿数从Z=101、107、109、113、121、24、48各制作2～3件。齿轮精度为7级以上。

但在滚切大于100齿的齿轮或质数齿轮中差动补偿计算应注意以下几个问题：

（1）分齿挂轮计算后其数值的误差必须为零。即“零”误差。换言之，分齿挂轮不允许有误差存在，否则在滚切中第二次进刀或者垂直刀架快速移动时会造成乱齿现象；

（2）差动挂轮计算后，允许有一定的误差存在，其误差应控制在10-5以上。这样才有可能保证其齿轮制造精度；

（3）有关分齿及差动挂轮计算公式请查阅滚齿机使用说明书及相关工艺资料。

（4）采用差动补偿计算下例各齿轮、齿轴的分齿挂轮及差动挂轮。

2 采用差动补偿法

通过计算分别采用不同的分齿挂轮和差动挂轮来制作上述质数齿轮。

上述两种方法的比较：

（1）采用自制特殊交换挂轮，用于分齿挂轮。只需要制作出上述八种不同齿数的挂轮后，分齿挂轮采用上述特殊挂轮后，差动挂轮可以采用一套。而且可以改变粗、精切时的垂直走刀量，从而提高加工效率。

（2）若采用自制特殊交换挂轮，操作工人在调整或更换挂轮时，只要严格按照工艺文件给定的分齿挂轮及差动挂轮搭配，可避免调整更换挂轮时的失误，减少废品的发生，从而提高生产效率和产品质量。

（3）若采用差动补偿法：垂直走刀一定，则在加工过程中不允许有任何改变；如若要改变垂直走刀量，必须重新计算差动挂轮分配值；再比如说如果加工齿轮的模数大时，需要3～4次分别进刀，则不能快速移动垂直刀架，需脱开差动挂轮，重新对刀。这样加工效率就会降低，如果操作工人不熟练则可能产生废品。

综上所述，我们认为采用自制交换挂轮的方法是最适合我公司的滚齿工艺及制造方法。因而我们在滚齿工序中采用自制交换挂轮的方法来解决这一突出的问题。

3 自制交换挂轮（齿轮）各部尺寸计算公式

（1）分度圆直径：d=mn×Z 式中：mn—模数mn=2（直齿）；Z—齿数Z=24、48、101、103、107、109、121。

（2）齿顶圆直径：da=d+2mn 。

（3）齿轮内径：Ф30+0.023、键槽宽度b=8+0.03、键槽深度尺寸32.6+0.20，（能在Y38、Y3180H、YN3180滚齿机交换挂轮中互换）。

（4）齿轮精度等级7GK GB10095-88；

4 滚齿机交换挂轮（齿轮）各部尺寸及参数见表1

参考文献：

[1]《机械设计手册》中册.第二版.化学工业出版社，1987.12.

[2]朱孝录.《齿轮传动设计手册》.化学工业出版社，2005.1.

[3]《Y38、Y3180H、YN3180滚齿机使用说明书》.