漸開線斜齒輪具有承載能力高、傳動平穩(wěn)性好等優(yōu)點，因而被廣泛應(yīng)用于航空、航天、汽車、精密機械、石油鉆探等許多工業(yè)設(shè)備中。因此，漸開線斜齒輪的質(zhì)量、性能和壽命對整個機械系統(tǒng)的性能有著很大的影響。成形磨削是把砂輪修整成與工件輪廓相吻合的形狀，加工時砂輪和工件全面接觸拷貝出砂輪的廓形，是一種高精度、高效率、低成本的精加工方法。成形法磨齒即利用成形砂輪來磨削齒輪的齒形，是齒輪的精加工方法之一，由于磨削效率高而越來越受到人們的重視，并得到了飛速的發(fā)展。

　　成形法磨齒磨削具有以下特點：(1)砂輪與工件齒面接觸面大(沿整個齒面)，單位面積承受磨削力小，均載；(2)磨削沖程慢，磨削量大；(3)砂輪與工件磨削接觸線和嚙合線不重合(呈交叉狀態(tài))，傳動平穩(wěn)，噪聲低。與展成法相比，成形法磨齒具有機床結(jié)構(gòu)簡單、磨削效率高、適應(yīng)性強等優(yōu)點。

　　本文針對材質(zhì)為硬質(zhì)合金鋼、齒數(shù)為36、法向模數(shù)為14mm、螺旋角為右旋7.35°、壓力角為22.5°、齒頂圓為538.004mm的大直徑漸開線斜齒輪，利用數(shù)控磨齒技術(shù)對其進行加工，并分析采用此加工技術(shù)后漸開線斜齒輪的精度。

1 漸開線斜齒輪數(shù)控加工技術(shù)

　　1.1 砂輪與金剛石滾輪的選擇

　　采用成形法磨齒時，由于砂輪各點處的圓周速度不一樣，致使各點處的材料去除率不同，從而導(dǎo)致砂輪磨損不均勻，特別是在尖角部位容易崩碎，從而產(chǎn)生形狀誤差。由于齒輪的成形形狀是砂輪形狀的拷貝，這必然對加工精度產(chǎn)生影響，同時磨削余量的不均勻也會導(dǎo)致磨削燒傷等加工缺陷，因此成形砂輪的修整對齒輪成形磨削加工過程具有決定性影響。針對上述原因，本文采用具有兩軸聯(lián)動砂輪在線修整功能的數(shù)控磨齒機對其進行加工，砂輪修整部分的結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

圖1砂輪修整部分結(jié)構(gòu)圖

　　本文所加工的漸開線斜齒輪為硬齒面齒輪，采用鉻剛玉砂輪進行成形磨齒加工，采用立方氮化硼(CBN)滾輪對鉻剛玉砂輪進行在線修整。立方氮化硼滾輪直徑為129.86mm，有效圓角半徑為0.464mm。使用金剛石滾輪對鉻剛玉砂輪進行修整的效率和精度很高，加工后的齒輪精度可以達到4級。

　　1.2 數(shù)控加工程序

　　對本文所加工的大直徑漸開線斜齒輪數(shù)控磨齒的部分加工程序如下:

2 加工精度測量與分析

　　數(shù)控成形磨齒加工后的漸開線斜齒輪如圖2所示。對數(shù)控成形磨齒加工后的漸開線斜齒輪分別進行齒形、齒向和齒距的精度測量，并根據(jù)德國標準化協(xié)會齒輪標準DIN 3962對齒輪精度進行評定。測量所采用的儀器為Klingelnberg p100測量儀，測頭測桿直徑為3mm。

圖2 磨齒加工后的漸開線斜齒輪

　　2.1 齒形精度測量與分析

　　將漸開線斜齒輪按12個齒為一個間隔，依次選取3個齒進行左、右齒面的齒形誤差測量，測量方向為從齒根至齒頂。測量結(jié)果如圖3和圖4所示。左齒面齒形測量結(jié)果:齒形測量偏差F_α為2.8μm，精度為1級;齒形角度偏差fH_α為-2.1μm,精度為2級;齒形形狀偏差fH_α為2.7μm，精度為2級。右齒面齒形測量結(jié)果:齒形測量偏差F_α為3.8μm，精度為2級;齒形角度偏差fHα為-2.7μm ，精度為3級;齒形形狀偏差ff_α為2.3μm,精度為1級。左齒面齒形鼓形量偏差C_α  為1.1μm ，右齒面齒形鼓形量偏差C_α 為0.4μm。

圖3左齒輪檢測結(jié)果

圖4右齒面齒形測量結(jié)果

　　2.2 齒向精度測量與分析

　　齒向精度測量方法與齒形精度測量方法類似，以同樣的選齒方法選取3個齒進行左、右齒面的齒向誤差測量，測量方向為從上而下，測量結(jié)果如圖5和圖6所示。左齒面齒向測量結(jié)果:齒向測量偏差F_β 為3.3μm，齒向角度偏差fH_β為91μm，齒向形狀偏差ff_β為2.4μm，三者的精度均為1級。右齒面齒向測量結(jié)果:齒向測量偏差凡為2.2μm，齒向角度偏差fH_β為95. 7}rri，齒向形狀偏差ff_β為1.8μm，三者精度均為1級。左齒面齒向鼓形量偏差C_β為6.2μm，右齒面齒向鼓形量偏差C_β為6.9μm。

圖5左齒面向齒形測量結(jié)果

圖5右齒面向齒形測量結(jié)果

　　2.3 齒距精度測量與分析

　　將漸開線斜齒輪按5個齒為一個間隔，依次選取5個齒進行左、右齒面的齒距誤差測量。測量結(jié)果如圖7、圖8、圖9和圖10所示。左齒面齒距測量結(jié)果:齒距偏差了f_pmax以為2.3μm，齒距累積偏差F_p為3.7μm，最大齒距跳動fumax為2.9μm，三者精度均為1級。右齒面齒距測量結(jié)果:齒距偏差f_pmax翻為1.9μm，精度為1級;齒距累積偏差F_p 為3.4μm ，精度為1級;最大齒距跳動f_umax為3.5μm,精度為2級。左齒面齒距偏差波動R_p為3.5μm,右齒面齒距偏差波動R_p為3.5μm。

圖7左齒面齒距偏差

3 結(jié)束語

　　本文對硬齒面大直徑的漸開線斜齒輪數(shù)控加工技術(shù)進行了研究，并對漸開線斜齒輪的齒形、齒向和齒距精度進行了測量。測量結(jié)果表明，采用該數(shù)控磨齒技術(shù)加工出的漸開線斜齒輪的精度可以達到4級。本文所研究的齒輪磨齒數(shù)控加工技術(shù)可以為高精度的漸開線斜齒輪數(shù)控磨齒加工提供參考和借鑒。 

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本文標題：大直徑漸開線斜齒輪修整數(shù)控技術(shù)加工

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