探究小模數弧齒錐齒輪設計與加工的新方法

（杭州航海儀器有限公司，浙江 杭州 310024）

探究小模數弧齒錐齒輪設計與加工的新方法

劉志仙

（杭州航海儀器有限公司，浙江 杭州 310024）

文章主要針對小模數弧齒錐齒輪設計以及加工的新方法進行分析，以這種小模數弧齒錐齒輪設計以及加工現狀等為根據，從小模數弧齒錐齒輪設計與加工方法具體分析、小模數弧齒錐齒輪設計與加工具體理論以及具體加工工藝研究等進行深入探索以及研究，主要目的在于更好的完善小模數弧齒錐齒輪設計以及加工，積極推動新方法的應用，提高整體設計以及加工質量。

小模數弧齒錐齒輪；設計加工；新方法

社會的進步以及科學技術的發展，為我國各種技術研究以及機械加工生產等提供了更加廣闊的發展空間，其中對于小模數弧齒錐齒輪的設計以及加工等也開始研究新方法。傳統的小模數弧齒錐齒輪設計以及加工方式基本是采用專門加工模具上進行，同時利用小尺寸的方式對整體的雙面刀盤進行加工，并且對于大小尺寸等都需要進行雙面方式進行加工，其中的控制因素很多，在控制上存在很大的難度，所以需要在此基礎上積極探索新方法，采用小輪雙面法銑齒設計以及加工，這種方式能大大提高小模數弧齒錐齒輪的加工質量及加工效率，同時其經濟效益也顯著提高。

1 小模數弧齒錐齒輪模具生產機械加工淺析

對于小模數弧齒錐齒輪生產來講，應用最普遍的方式為模具法，利用模具法進行成形加工，同時對其進行少切削或是無切削作業，這樣加工設備的應用消耗能夠降低，同時還能減少材料的應用，提高整體的作業率。這種生產方式相比較傳統生產方式，能夠進行大批量的生產，并且是提高生產效率降低能量消耗的重要方式。相比較傳統生產方式來講，這種模具加工方式在很多方面能夠對其進行保障，同時其中方式基本應用或是作業的形式主要包含兩種，首先采用常規的銑齒加工，利用電極的方式進行加工，根據產生的火花放電方式進行深入加工，制作成模具模型，結合模具的模型展開作業加工。其次是采用數控加工的方式展開加工，主要在數控加工中心方式完成加工。采用第一種常規雙面法銑齒加工方式，齒輪副嚙合性能相對較差，存在一定的缺陷；而第二種數控加工方式，需要非常準確的三維模型，特別是弧齒錐齒輪齒面幾何形狀，造型難度相當大，容易導致實際加工出的零件與設計具有差異性，因此在實際加工作業過程中，基本會選擇將兩種方式進行共同完成，避開常規的雙重雙面法銑齒加工缺陷，還能彌補第二種方式中的問題。

首先利用第一種方式產生電火花，根據電極方式將其加熱，在利用第二種方式中精確的三維手段進行模型的建立，建模期間，首先通過加工參數的設置，通過點命令導入齒面點坐標，生成弧齒錐齒輪齒面的幾何圖形，保證齒輪在理論上具有良好的嚙合性能，保證模具以及其中的輪齒形狀等正確，當然這也是機械加工中最復雜的地方，需要十分注意，積極對其進行研究創新之后，才能進行廣泛應用。積極采用雙規的方式進行作業，既要保證小模數弧齒錐齒輪的齒輪吻合，同時還需要建立非常精細的模具，這樣能夠保證模具生產加工質量，從而保證小模數弧齒錐齒輪的質量。

在具體生產過程中，大輪齒的生產作業相比較小輪齒的生產來說比較困難，所以在具體加工過程需要十分注意。因為大輪齒的模具生產就比較繁瑣，加之整體的尺寸等又比較大，其中的凹凸面都需要進行詳細測量，否則銑齒不能得到保證。加工作業期間，注意刀盤的尺寸，對刀期間難度比較大，所以大齒輪應用過程中，及時對其中的接觸區進行調整，從整體上提升材料應用效率，保證生產質量。大輪齒模具生產過程中，對于大輪齒的作業非常重要，其中不僅需要保證兩者之間作業協調，同時還需要保證大小齒輪之間的磨合，能夠相互配對的情況下，才能提高整體的生產作業。

2 小模數弧齒錐齒輪設計與加工新方法注意內容

以上討論的大小尺寸齒輪模具生產作業等，基本都是全新生產設計加工理論基礎上實現的，全新的生產設計方式以及加工方式等在很多方面提升了整體生產效率，同時還能保證施工細節的穩定，從整體上降低生產作業的風險。其中需要掌握的施工關鍵主要包含以下內容。

首先是齒輪加工期間，一定要保證齒輪的精確，在保證精確的基礎上，采用三維方式進行模具的建立。其次在施工工藝上一定要重視模具法作業中對于大齒輪的生產加工，大齒輪需要為其預留充足的施工空間，這樣才能進一步保證加工齒面的精準。再者在進行模具建設過程中，還需要注意兩點問題。其一在是齒輪面部能不能完全符合規定，上下之間的弧度能不能保持一致，齒輪本身在弧度上是否準確，特別是其中的節錐角以及螺旋角之間一定要十分注意。在施工作業期間，一定要注意其中的齒輪在出模具之前，不會受到任何原因的干涉，并且還能夠保證大齒輪出模具期間，能夠直接形成背錐，尺度以及精準度等都能夠得到保障，防止施工作業期間出現倒扣等現象的發生。從整體上來講，這種小模數弧齒錐齒輪設計以及加工的新方法，對于加工作業質量以及效率等都能夠得到很好的保障，并且也是對傳統設計與加工作業的重要突破。

3 小模數弧齒錐齒輪設計與加工新方法具體研究方向以及理論基礎

從基礎上來講，新方法研究以及設計的基本理論基礎離不開傳統設計加工理論，同時其中的很多設計理念等都屬于傳統設計加工理念的延伸，在科學技術發展基礎上，進行不斷創新以及優化，其中主要包含以下幾點。

3.1 齒面嚙合理論基礎

齒面嚙合理論基礎，是新方法設計與加工中最基礎的設計出發點，為以后的新方法研究奠定了堅實的基礎。對于小模數弧齒錐齒輪作業來講，其中的齒面嚙合非常重要，需要遵守嚴格的嚙合要求，利用傳動的方式保證相互之間的間距合理，同時對于齒面的修復以及形狀的修整等都需要應用到嚙合原理，保證嚙合原理基礎上在結合局部應用方式進行作業，其中齒面嚙合期間需要保證相互之間的共軛，這樣才能實現齒面作業的質量提升。局部控制作業過程中，能夠很好的預防其中的齒面接觸變化，同時設置固定點作為研究基點，逐漸展開研究，為其他建模方案等提供保障。

首先是根據設計研究的基本理論作為基礎，積極展開理論研究以及分析，及時記錄銑齒齒面的數據信息，能夠保證在進行雙面作業期間，保證作業能夠有理論依據。其次是在進行齒面作業過程中，建立準確的作業坐標軸，完善作業的基本理論體系，對小齒面的嚙合作業期間，能夠準確進行推導，保證作業參觀點的基礎上，確定作業的主方向。再者是對齒面作業期間的參考點研究分析，參考點的研究分析過程中，對于傳統形式來講，這種手段能夠很好的保證齒輪嚙合面的間距，利用函數計算的方式對其展開計算，確定嚙合面的半徑之后，進行準確計算，確定整個嚙合面長軸的面積，在進行設計作業，這樣能夠保證作業面積的準確以及為質量提供更好的保障。最后是結合小齒輪的面積方程式以及已經掌握的相關條件為基礎，從小齒輪的方向上對大齒輪進行推論，計算大齒輪的設計面積，確定主軸變化基礎上，對設計的主方向進行確定，雙方同時進行大齒輪設計作業，提高大齒輪作業的準確性。

3.2 三維建模技術研究分析

三維建模技術研究是小模數弧齒錐齒輪設計與加工期間的關鍵步驟，本身子齒輪的齒面設計以及加工等就需要通過非常復雜的方式以及過程才能實現，其基本過程需要根據矩陣變換方式展開推導，在推導出來之后對其中的齒輪加工等過程進行監督，及時監督三維建模技術是對齒輪設計以及加工負責任的重要表現。在實際加工應用過程中，齒輪本身的嚙合面就需要注意，運動過程中，刀齒進行磨合，磨合之后形成齒輪中的冠齒，冠齒是齒輪運行中最基礎同時也是關鍵部位，所以在進行刀齒選擇上，一定要重視刀齒的質量，否則在刀齒運行過程中，將會受到嚴格的影響，導致設計作業停止。所以在進行設計作業期間，一定要保證嚙合過程中的，刀齒質量，能夠完整的實現整個加工作業過程，與此同時還需要重視在數據以及坐標弧度等方面進行確定，這樣能夠保證準確性，與此同時，對于設計作業期間，涉及到的切削過程，注意坐標軸之間的變換，及時掌握坐標軸變化，防止在施工作業期間數據等出現問題。

4 結語

綜上所述，小模數弧齒錐齒輪的設計與加工新方法，對其來講是一個非常大的突破，并且在生產效益以及質量上都能夠提供更好的保障，其中的數據等也能夠更加準確的計算，從整體上促進小模數弧齒錐齒輪設計加工的進步。

[1]張華,蔣亞波,楊建軍,李天興. 小模數弧齒錐齒輪設計與加工的新方法[J]. 機床與液壓,2016,23:50-56.

[2]張華,劉高杰,徐林林,馬江民. 小模數弧齒錐齒輪的三維建模與應用分析[J]. 機械傳動,2014,09:42-45.

[3]王歡,孫國興,劉強,李善杰. 托森差速器中弧齒錐齒輪的三維參數化建模[J]. 機械制造與自動化,2015,01:96-97+141.

[4]黃登紅,曾韜. 固定式端面弧齒連軸節的設計[J]. 機械設計與研究,2013,01:31-34.

[5]王歡,孫國興,劉強,李善杰. 托森差速器中弧齒錐齒輪的三維參數化建模[J]. 機械制造與自動化,2015,01:96-97+141.

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