25°壓力角凸角磨前齒輪滾刀的設計

添加人：admin 發布時間：2018/3/20 8:47:31 來源：本網

　　25壓力角凸角磨前齒輪滾刀的設計靳化仁，張紹武，王騰（大連機車車輛廠，遼寧大連介紹了正前角、25壓力角凸角磨前齒輪滾刀的結構、特征及設計方法。
　　1概述牽引齒輪是內燃機車的重要傳動部件。機車運行中牽引齒輪承受著巨大的牽引扭矩和振動負荷，工作條件十分惡劣。近年來，為了滿足鐵路運輸高速重載的要求，內燃機車牽引齒輪廣泛采用了齒根強度高、抗膠合能力強的25壓力角齒輪。然而在運用中發現，齒根裂紋和輪齒斷裂現象時有發生，DF4D客運機車尤為嚴重。造成這一現象的一個重要原因是25壓力角齒輪齒根狹窄，采用通用磨前齒輪滾刀滾齒與磨齒，形成的齒根過渡曲線形狀不合理，曲率半徑小，如所示，既給齒根處的熱處理帶來困難，又容易造成齒根處應力集中，引起齒根裂紋和輪齒早期斷裂改善齒輪磨齒后齒根過渡曲線形狀的途徑有兩種，一種是改變磨齒工藝，采用全齒槽磨削，可以消除造成齒根應力集中的有害凸臺。但帶來的副作用是加了磨齒工作量，降低了磨齒效率，而且因為齒根處砂輪與工件接觸面積大，散熱條件差，容易產生磨削振動和其他磨削缺陷，降低了齒面質量；全齒槽磨削不僅沒有改善齒根的熱處理條件，反而破壞了齒根的淬火壓應力，降低了齒根強度；全齒槽磨削砂輪修整困難，消耗量大另一種是改進型的齒形設計，使齒輪在滾齒后得到合理的齒根過渡曲線，磨齒后齒面能與滾齒形成的齒根光滑連接，從而改善齒根強度。這里將詳細介紹25壓力角凸角磨前齒輪滾刀的設計。
　　2設計原理25壓力角凸角磨前齒輪滾刀與通用磨前齒輪滾刀相比，在齒形上有較大的改進，其齒形由凸角部分和標準部分組成滾刀切削時充分利用了刀具與工件的嚙合運動，凸角部分切削出齒輪的過渡曲線部分，標準部分切削出齒輪的漸開線部分。這樣，滾切出的齒輪齒根處有了一定的沉切量，為磨齒提供了必要的砂輪越程磨削后，磨齒形成的漸開線與滾齒形成的齒根過渡曲線圓滑連接，從而達到消除磨-88中計算出的滾刀分度圓直徑d和螺旋升角V齒凸臺，保留齒根淬火壓應力，提高磨齒精度和齒輪是按標準滾刀的齒頂計算的，設計磨前滾刀時應予強度的目的該滾刀加工的齒輪磨齒前后的齒形如以修正。
　　凸角磨前齒輪滾刀滾齒無磨齒凸臺25壓力角凸角磨前齒輪滾刀設計時應滿足下列條件：（1）滿足齒輪嚙合的基本要求：切削出的齒輪齒廓符合標準漸開線齒輪的齒廓，磨齒后保證齒輪有嚙合所必需的有效漸開線長度（2）滿足滾刀切削的基本要求：凸角部分應有足夠的側后角和刀尖圓角，以減小滾刀的磨損，大齒輪齒根過渡曲線的曲率半徑，提高齒根強度和滾刀的使用壽命（3）滿足標準化、系列化要求：參數的選取應盡量采用相關的國家標準，以方便制造和使用。
　　25壓力角凸角磨前齒輪滾刀是一種磨前滾齒刀具，其參數設計與被加工齒輪及其共軛齒輪的模數、壓力角、齒數、變位系數齒輪精度等級及磨齒余量都有直接關系，因此設計時必須了解上述參數�，F以DF4D內燃機車牽引齒輪為例，介紹加工主、從動齒輪用25壓力角凸角磨前齒輪滾刀的設計設計必需的原始數據如表1所示DF機車牽引齒輪加工用的滾刀設計成單頭、右旋、容屑槽平行于滾刀軸線的直槽阿基米德鑲齒滾刀。為了提高切削性能，滾刀設計成正前角，其基本結構尺寸和相關參數按GB9205- 88〈鑲片齒輪滾刀選取，并按滾刀的齒頂高進行修正3.3滾刀軸向齒形的設計由于凸角磨前齒輪滾刀齒形比較復雜，因此制造難度很大。為了減小制造誤差，滾刀的齒形參數應在軸向截面內設計，以方便鏟磨砂輪的修整凸角磨前齒輪滾刀的軸向齒形如所示，主要參數設計如下。
　　表1DF41內燃機車牽引齒輪參數參數名稱主動齒輪從動齒輪模數m10m10壓力角T25°T25°齒數Z 0.512齒厚上偏差Ess-0.40Ess-0l40齒厚下偏差E.i-0.60Esi―Q60磨齒余量（齒厚方向、單邊）厶10.20厶2 Q303.2滾刀基本參數的確定（2）標準滾刀最大軸向齒厚Sxmax：Esi為了制造和使用方便，滾刀的結構尺寸、齒數、容屑槽形式應盡量符合相關國家標準。整體高速鋼滾刀的結構尺寸可按GB8062.1-87〈磨前齒輪滾刀基本型式和尺寸選取模數較大的滾刀為了節省刀具材料，可以做成鑲齒結構，滾刀尺寸可按GB9205- 88〈鑲片齒輪滾刀選取但應注意，GB9205（3）標準滾刀最小軸向齒厚SxmK（4）凸角磨前滾刀實際軸向齒厚Sx：（下轉第14頁）2片310乙型鋼牽引梁采用專用夾具和移動小車進行組對，從梁一端起至另一端止，并控制內間距2片310乙型鋼內、外側對接焊縫均采用埋弧自動焊。選用3mm焊絲、焊絲牌號為H08A焊劑為高錳高硅低氫焊劑431采用正接法的MZ- 1-1000型焊劑及ZXG-1000R型直流電源埋弧自動焊參數見表1焊接內部封底焊縫時，將牽引梁中部鎖緊后在兩端用風缸頂起100mm（全長）的焊表1埋弧自動焊參數焊接電流焊接電壓焊接速度焊絲長度接反變形量，使牽引梁焊后基本不產生撓度焊后在315t立式液壓機上配備專用模具及墊塊校平牽引梁，使翼緣處平面度不大于1mm在液壓矯正機上將牽引梁壓出4~ 2位的牽引梁，并組焊沖擊座。組焊后的牽引梁上撓度為1~下垂量為0~1mm2.6底架矯正利用C63A敞車底架液壓矯正裝置同時配以火焰對底架進行最后矯正。矯正后兩枕梁間工藝上撓度為7~ 9mm，牽引梁上翅或下垂量不大于5mm，端梁水平差不大于6mm，心盤間隙不大于0.5mm實踐表明，采用以上工藝能有效地控制全鋼浴盆式運煤專用敞車底架的制造質量，減少了矯正量，降低了制造成本，適用于試制及批量生產。
　�。ㄉ辖拥�9頁）（7）滾刀齒頂圓弧半徑R：（8）滾刀最大凸角高度h-x：其中p1p2分別為主、從動齒輪漸開線上嚙合開始點或終止點處的曲率半徑，可根據一對變位齒輪的嚙合角和中心距求得（9）滾刀凸角部分軸向齒形角0：3.4滾刀前刀面齒形的設計正前角滾刀的齒形應在前刀面內測量，為了便于制造中進行檢測，設計中還應給出滾刀前刀面的齒形參數，如主切削刃及凸角部分的齒形角、各部分齒高、分度圓齒厚等。由于刀尖圓弧在前刀面內呈橢圓形，因此，前刀面參數中不必給出齒頂圓弧半徑。
　　采用25壓力角凸角磨前齒輪滾刀從根本上改善了內燃機車牽引齒輪的性能，明顯大了齒根過渡曲線的曲率半徑，有效地消除了磨齒凸臺，達到了保留齒根熱處理特性的目的，提高了齒根強度。
　　25壓力角凸角磨前齒輪滾刀為磨齒工序提供了必要的砂輪越程，減小了磨齒時砂輪與工件的接觸面積，消除了磨削振動，提高了齒面質量和磨削效率通過1a多的裝車試驗，運用效果良好，目前DF4D機車牽引齒輪的加工己批量采用25壓力角凸角磨前齒輪滾刀滾齒。需要說明的是，25壓力角凸角磨前齒輪滾刀是一種專用的磨前滾齒刀具，它與被加工齒輪的模數、壓力角、齒數、變位系數及磨齒余量都有密切關系，實際應用中應根據具體加工條件進行設計。