奥利康制锥齿轮设计与加工技术
101页1、奥利康制锥齿轮设计与加工,主讲人 聂少武,2015.07,主讲内容,奥利康制锥齿轮几何及加工原理,奥利康制锥齿轮加工调整,奥利康制锥齿轮齿面修正,一,三,四,奥利康制锥齿轮几何设计,二,奥利康制锥齿轮几何及加工原理,概述,1、螺旋锥齿轮分类 1)按齿长曲线 圆弧齿锥齿轮:齿线为圆弧的一部分。 延伸外摆线锥齿轮:齿线为延伸外摆线的一部分。 圆弧齿锥齿轮 延伸外摆线锥齿轮,一、,2)按齿高形式 渐缩齿:齿高沿齿长方向由大端向小端收缩。 等高齿:齿高沿齿长方向相等。 渐缩齿 等高齿,一、,3)按两轴空间形式 普通锥齿轮:齿轮副两轴线位置空间交叉。 准双曲面齿轮:齿轮副两轴线位置空间交错。按照偏置形式分为上偏置和下偏置。 普通锥齿轮 准双曲面齿轮 下偏置 上偏置,一、,4)按加工方法 端面铣削法:采用间歇分度,用来加工弧齿锥齿轮及准双曲面齿轮。 端面滚切法:采用连续分度,用来加工摆线齿锥齿轮及准双曲面齿轮。 端面铣削法 端面滚切法,一、,五刀法:主要应用于格里森制锥齿轮,常见固定安装法,需要五道工序。 大轮双面粗切、双面精切; 小轮双面粗切,凹面精切,凸面精切; 优点:刀具和机床对于凸面和凹面
2、是分开的,易于单独控制和优化设计; 刀具磨削简便; 缺点:效率低、劳动强度大。 两刀法:凸凹面同时加工、粗精切一次完成,主要见于奥利康 制锥齿轮的两刀法和格里森制的全工序法。 大轮双面粗精切; 小轮双面粗精切; 优点:生产效率高,劳动强度低,加工机床数量少,占地面积小; 缺点:难以设计,两面不能单独控制,优化难度大。,一、,5)按齿制 格里森制:简称“格”制,主要为圆弧收缩齿,源自美国格里森公司。 奥利康制:简称“奥”制,主要为摆法线等高齿,源自瑞士奥利康公司。 克林根贝格制:简称“克”制,主要为摆线等高齿,源自克林根贝格公司。 刀盘:克林贝格刀盘为双层刀盘,内外刀不同心,可调。 奥利康刀盘为整体刀盘,内外刀同心,不可调。 加工方法:奥利康制采用普通展成法、刀倾全展成法和刀倾半展成法。 克林贝格制只能采用全展成法。 双层刀盘 整体刀盘,一、,2、产形轮概念 螺旋锥齿轮加工过程中,摇台与工件的展成运动相当于两个齿轮在做啮合运动,机床上的摇台机构模拟一个假想的齿轮,安装在摇台上的刀具切削面形成假想齿轮的一个轮齿。这个假想的齿轮称为产形轮,也可称为冠轮。 螺旋锥齿轮加工原理,一、,按加工原理
3、产形轮分为 平面产形轮:节锥角为90,常用来加工等高齿。 平顶产形轮:面锥角为90,常用来加工收缩齿。 平面产形轮 平顶产形轮,一、,平面产形轮加工等高齿原理: 由于等高齿节锥、面锥和根锥都相互平行,所以加工大小轮的刀盘轴线可以相互平 行,当加工大轮和小轮的两个产形轮互为对偶时可以加工出具有线共轭的齿轮副,当 加工大小轮的两个产形轮只有一条相切的公共母线时,可以加工出具有点共轭的齿轮副。 线共轭与点共轭,一、,3、奥利康制锥齿轮加工特点及优点 1)加工特点 连续分度 粗精切一次完成 双面法加工 刀齿分组 刀盘主轴与工件轴联动 刀齿半径控制齿厚 刀倾修正接触区 连续分度原理,一、,2)加工优点 节锥与根锥平行,不需刀号修正,刀片规格简化。 加工原理准确,大小轮可用同一产形轮加工,理论上能加工出完全共轭的齿轮副。 连续分度、双面法加工,生产效率高,分度精度好,易于干切削。 粗精切一次完成,工序集中,工件定位精度好。 加工一个齿轮,摇台往复一次,减少了摇台往复运动冲击。 两台机床、两把刀具可加工 一对齿轮,占地面积小,劳动强度低。 在噪声、强度方面也具有一定优势,见表1。,一、,1、齿形,二
4、、,沿节锥方向齿高等高,齿线为延伸外摆线,齿顶收缩,2、概述 1)旧“奥”制 N型:常用锥齿轮, G型:特型齿轮,用于小型传动、传动比小于3、用标准到超出图表范围, HN型:与N型对应的双曲线齿轮。 HG型:与G型对应的双曲线齿轮。 常采用TC刀盘、EN刀盘、EH刀盘加工,刀组数37,刀盘切向半径作为标准值。 奥利康公司在机床附带说明书中给出了这些型号齿轮对应的设计计算公式,并附带计算卡。,二、,2)新“奥”制 不再对齿轮分型,以刀盘名义半径为标准值,常采用FS系列刀盘加工,刀盘结构复杂。 采用了刀倾铣齿调整算法,轮坯设计、刀具计算、铣齿调整计算较为复杂,需要用软件来实现。 奥利康公司针对新“奥”制推出了早期的CDS软件和目前的KIMOS软件。,二、,3、基本参数初值确定 大轮分度圆直径:参照同型号产品,或者采用经验公式 齿数:小轮齿数应大于5,小轮和大轮齿数尽量避免有公因数,且之和不应小于40。 模数:以中点模数作为标准值。 或由大端模数转换 对锥齿轮,初值选取为 (或参考此表) 对硬齿面齿轮 对软齿面齿轮 对准双曲面齿轮,初值选取为 大轮节锥角: 对锥齿轮 对准双曲面齿轮 偏置角
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