【邁動工業(yè)】新型研齒機結(jié)構(gòu)及工作原理

    1.結(jié)構(gòu)

    主軸系統(tǒng)是兩套完全相同的結(jié)構(gòu)，兩主軸上安裝工件（齒輪）和飛輪，作高速穩(wěn)態(tài)旋轉(zhuǎn)，是研齒時的主運動。橫向工作臺用來調(diào)整兩輪中心距，研齒時固定不動。縱向工作臺研齒時作縱向往復(fù)運動，以便周期性改變兩齒輪中心距。滑鞍在研齒時通過偏心裝置沿立柱導(dǎo)軌作上下微行程（2~3mm）往復(fù)運動。

    2.工作原理

    研磨齒時，以工件（兩互研齒輪）的內(nèi)孔在主軸上定位，主軸和工件內(nèi)孔采用過渡配合，由于工件在空載下運轉(zhuǎn)，徑向力和軸向力非常小。橫向工作臺調(diào)整兩齒輪中心距，按設(shè)計要求注意最小中心距偏差限制和嚙合間隙。工作時在齒面涂上研磨劑，通過兩軸轉(zhuǎn)速趨于一致進行研齒；通過縱向工作臺周期性改變中心距和滑鞍的往復(fù)微行程運動，使兩互研齒輪在齒寬方向上充分研磨。

    三 動態(tài)力研齒機理

    齒輪動態(tài)力研磨齒加工原理為，兩工件齒輪（兩被研齒輪）在空載下以確定的速比（兩齒輪的齒數(shù)比）、在大的轉(zhuǎn)動慣量下高速穩(wěn)態(tài)運轉(zhuǎn)，研齒時保持兩齒輪的速比不變，并周期性改變兩齒輪的中心距，利用齒輪嚙合時齒輪本身誤差產(chǎn)生的齒面動態(tài)力在研磨劑的作用下修整齒輪誤差，達到提高兩齒輪精度的目的。在研齒過程中，兩互研齒輪精度同時得到提高主要有兩種機制在起作用，即動態(tài)研磨和誤差均化。齒面動態(tài)嚙合力與齒面摩擦因數(shù)乘積是研齒過程中的齒面切削力，這種力作用于齒面粗糙的微凸體時，使微凸體產(chǎn)生屈服形成磨損，正是由于這種磨損提高了齒輪精度。

    由于齒輪本身存在制造誤差，研齒時齒輪產(chǎn)生振動。由摩擦學(xué)理論可知，這種振動使齒面微凸體產(chǎn)生塑性變形和粘著，小振幅使粘著點剪切脫落，露出基體金屬表面，這些脫落的顆粒及新表面又與大氣中的氧反應(yīng)生成Fe2O3為主的氧化物，這些氧化物不易排出，故在齒面起著磨料磨損作用，因而提高了齒輪的精度。

    如前研磨機理及特點所述，研齒時施加研磨劑，研磨劑中的磨料顆粒在齒面滾動和滑動，滾動使齒面產(chǎn)生微小的塑性變形，滑動使齒面產(chǎn)生微小的切削作用，從而降低了表面粗糙度；同時，由于齒面在相互摩擦的同時與空氣中的氧或研磨劑中的混合酯（如聚甲基丙烯酸酯等）發(fā)生化學(xué)和電化學(xué)反應(yīng)，在齒面生成化學(xué)反應(yīng)物，這些化學(xué)反應(yīng)物與表面粘附不牢，繼續(xù)研磨就會分離，分離后又迅速生成新的氧化物，又被磨掉，因而提高了齒輪的精度。

    研齒是在空載下進行的，齒面動態(tài)嚙合力是由齒輪本身誤差產(chǎn)生的，齒輪誤差大的地方齒面動態(tài)嚙合力就大，齒面研磨量也就大，反之，齒輪誤差小的地方研磨量就小。而且，當齒輪精度達到一定程度后，齒面動態(tài)嚙合力就會越來越小，研磨作用也隨之減弱，最后起不到研磨作用，這就是齒輪動態(tài)力研齒不會導(dǎo)致齒輪畸變的原因。

    研齒時，要周期性改變互研齒輪的中心距使互研齒輪在齒廓上充分研磨。周期性變更嚙合齒，使兩齒輪各齒的研磨概率趨于一致，與此同時誤差均化作用將在互研齒輪的齒面上發(fā)生，齒面誤差小的齒輪將對齒面誤差大的齒輪起到“修整”作用，在降低齒面粗糙度的同時，對齒形誤差、齒距極限偏差、齒距積累誤差、公法線長度變動、齒圈徑向跳動誤差等均有不同程度的均化。

    四 研齒工藝參數(shù)的選擇

    1.主軸轉(zhuǎn)速的選擇

    動態(tài)力研齒機理對主軸轉(zhuǎn)速的選擇要求很高。主軸轉(zhuǎn)速的高低影響研齒效率，主軸轉(zhuǎn)速的平穩(wěn)性影響研齒精度。主軸轉(zhuǎn)速的高低決定單位時間內(nèi)研齒次數(shù)的多少，次數(shù)多效率高。文獻表明，研齒時齒面間的滑動將引起表面層發(fā)熱、變形、磨損等，顯著影響摩擦因數(shù)，摩擦因數(shù)隨滑動速度增高而增大。

    因此主軸轉(zhuǎn)速高，齒輪圓周速度高，齒面間相對滑動速度就高，則摩擦因數(shù)大，從而齒面摩擦力就大，研齒效率高（同時考慮齒輪直徑大?。?。一般主軸轉(zhuǎn)速控制在1000~1800r/min.動態(tài)力研齒機理對主軸轉(zhuǎn)速的平穩(wěn)性也提出很高的要求。資料表明，由計算機系統(tǒng)、數(shù)字量輸入/輸出子系統(tǒng)、MOSF、ET、編碼器、可編程定時/計數(shù)子系統(tǒng)、直流電動機組成的直接數(shù)字控制系統(tǒng)，可以有效地控制和穩(wěn)定主軸的回轉(zhuǎn)速度，從而滿足主軸回轉(zhuǎn)平穩(wěn)性的要求。

    2.研磨齒余量的確定研齒余量的選擇不僅影響研齒效率，而且影響研齒精度。為了提高研齒效率和保證研齒精度，一般在齒輪公法線上不要留太多的研齒余量。對于研齒前的齒輪精度，要嚴格加以控制，尤其是齒圈徑向跳動，它明顯影響研齒效果；同時要保證齒輪內(nèi)孔和外圓的同軸度、內(nèi)孔和端面的垂直度，以保證齒輪安裝時的定位精度。

    3.互研齒輪齒數(shù)的選擇要使兩互研齒輪的精度同時得到提高，必須使兩輪的齒數(shù)互研時有相同的概率。比較理想的情況是兩輪齒數(shù)沒有公因子，最好是一個質(zhì)數(shù)齒與另一個其他齒數(shù)。但齒輪的齒數(shù)是設(shè)計確定的，不是研齒工藝所能選擇的，因此要更換嚙合齒。換齒操作是脫開互研齒輪，相對轉(zhuǎn)過一個齒然后再嚙合。

    五 研齒工藝在變速器圓柱齒輪中的工藝可行性