【doc】滚齿机挂轮快速计算研究

【doc】滚齿机挂轮快速计算研究 滚齿机挂轮快速计算研究 ? 114?《机床与液压》2004.No.7 滚齿机挂轮快速计算研究 张学良,万秀颖,田锋,苏建修 (河南职业技术师范学院,新乡453003) 摘要:针对在滚齿机上滚切圆拄齿轮的滚切原理及调整计算,建立了滚切圆柱齿轮 传动比计算模型,并实现了用计算 机进行辅助计算选择滚齿机的挂轮,将分齿挂轮和差动挂轮联合在一起计算.本程 序自动识别齿轮类型,选择相应的调整 计算公式来计算分齿挂轮和麓动挂轮的传动比并选择出最高精度的挂轮,方便实 用. 关键词:滚齿;凋整计算;分齿挂轮;差动挂轮;程序. 中图分类号:TG61+2文献标识码:B文章编号:1001—3881(2004)7—114—3 StudyonQuickCalculationofChangegearinHobbingMachine ZHANGXue.1iang.WANXiu.ying.TIANFeng.SUJian?xiu (HenanVocationalTechnicalTeachersCollege.Xinxiang453003.China) Abstract:Bythestudyonthehobbingprincipleandtheadjustablecalculationofcuttingcylindricalgearwithbobbingmachine, amodelofcalculatinggearratioofhobbingcylindricalgearandamethodofselectingchangegearwithcomputeraidedcalculationwere given,whichcancalculatedividingchangegearanddifferentialchangegearinthesametime.Theprogramcanautomaticallyrecognize thestyleofgearandselectcorrespondingcalculatingformulastocalculatetheirratioandchoosethemostprecisechangegear. Keywords:Hobbing;Adjustablecalculation;Dividingchangegear;Differentialchangegear;Program 用滚齿机滚切齿轮前,要进行一系列必要的调整 计算,如计算滚刀的转速,进给量的大小,分齿挂 轮,差动挂轮,滚刀安装角等等.在这些调整计算 中,最重要的且最繁杂的是分齿挂轮与差动挂轮的调 整计算,不同参数的圆柱齿轮,其传动比计算公式和 计算也是不同的,有时虽然经过大量的计算,仍 得不到满意的结果.再加上齿轮的加工精度高低与挂 轮传动比精度有着密切的关系,加工成本,生产率与 计算效率有直接关系.因此,为了提高圆柱齿轮的加 工精度,降低生产成本,提高劳动生产率,利用计算. 机进行辅助计算滚齿机挂轮是很有必要的. 由于分齿挂轮和差动挂轮共用一套配换齿轮,计 算挂轮时先选择计算分齿挂轮,然后根据分齿挂轮的 选择情况再选择计算差动挂轮,由计算方法和计算公 式来保证使分齿挂轮的传动比误差为零,并保证差动 挂轮所需的传动比精度.下面以Y3150E型滚齿机为 例进行讨论. 1挂轮传动比计算公式建立 根据在滚齿机滚切各种齿轮的滚切方法可总结出 如下两组调整计算公式,其有关滚切原理,计算方法 及各符号意义见参考资料.'. 1.1滚切普通直齿,斜齿圆柱齿轮时的调整计 算公式 分: 詈×号:?(1)分?i_() 式中:5<~z/k?20时E/F:48/24 21<~z/k?142时E/F=36/36 河南省教育厅科技攻关项目(项目编号:200014600003) z/k?143时E/F=24/48 i:孚:?9sinfl(2)?m 2, 调整公式说明:一分齿挂轮传动比;滚切直齿 时,式(1)取"+"号,且JB=0,不计算差动挂 轮传动比.滚切斜齿时,式(1)取"一"号. 一 差动挂轮传动比;当工件螺旋方向与滚刀螺 旋方向相同时,公式(2)取"一"号,当工件螺旋 方向与滚刀螺旋方向相反时,公式(2)取"+" 号. 工件齿数;m一工件法面模数;一滚刀头 数;一工件螺旋角. 1.2滚切齿数大于100质数及其整数倍的直齿, 斜齿圆柱齿轮与滚切特殊参数的圆柱齿轮(差动挂 轮传动比较小的斜齿轮圆柱齿轮,特殊齿数的圆柱齿 轮)的调整计算公式 .0cF24k… 分一Ez+Aj) 式中:z/k?142时F=36/36 z/k?143时E/F:24/48 bd=?k?(4)一 ,, 一 m历' 1.2,1式中符号意义: _?一为一任意很小的数,可正可负,通常取0.2 , 0.02; 产刀架轴向进给量,实际计算中应根据机床传 动链,计算出实际的轴向进给量^代入计算公式中; 《机床与液压》2004.No.7?ll5? 厶=0.46081r×"×(nI/bI);这里:nl/bl=32/46, 26/52.46/32.52/26..".=49/35,30/54,39/45. 根据所选名义进给量/选择"和(n/b)代入^计 算. ?.一为?的实际值(验算值),即按照式(3) 选取n,6,C,d后再代入式(3)计算出?的实际 值.其它符号同上. 1,2.2调整公式(3),(4)说明 ?滚切齿数大于100质数及其整倍的直齿圆柱齿 轮时取=0. ?公式(4)的正负号:当工件螺旋方向与滚刀 螺旋方向相同时,公式第一项前取"一"号,当工 件螺旋方向与滚刀螺旋方向相反时,公式第一项前取 "+"号.若加工中采用顺铣,公式第二项前取 " +"号;若加工中采用逆铣,公式第二项前取 " 一 "号. ??按实际的正负值代入计算公式,若公式计算 结果为正时,差动挂轮不用介轮,若计算结果为负 时.差动挂轮使用介轮. 2挂轮计算原理 2.1分齿挂轮的选择计算模型 '分I?印(5) i??s?t(6) [i]+x[j]>[s]+20(7) [s]+[t]>[]+20(8) 则:a=i].,[i]…..i]; 6=x[j].,x[j].…..x[j]; C=s],[s]:…..s]; d=t].,t]…..t]. 当:I(i]Xs])X(x[j]Xt])一i*I?印时, 为l,2….,n中的某个数.有:n=i],6= x[j],C=s],d=t]. 式中:ep为挂轮传动比精度控制值,[i],[_『], [s],[t]为滚齿机配换挂轮库中的齿轮;计算 时,从滚齿机配换挂轮库任意选择四个齿轮代入公式 (5),(6),(7),(8)进行计算,取出同时满足 (5),(6),(7),(8)四个公式的齿轮组(n组), 从中选出一组作为分齿挂轮n,6,C,d. 这里需要说明的是:分齿挂轮的传动比精度由滚 切调整计算原理来保证,与挂轮计算误差无关,均可 保证分齿挂轮的传动比误差为零.因当所加工的齿轮 为普通直,斜齿轮圆柱齿轮时,所计算的分齿挂轮传 动比误差为零;当所加工的齿轮为其它齿轮时,虽然 计算的分齿挂轮有传动比误差,但在滚切调整计算原 理上,这个误差又可通过差动挂轮来进行补偿.因 此,最后所选择的分齿挂轮和差动挂轮相配合,就能 保证分齿挂轮的传动比误差为零. 2,2差动挂轮选择计算模型 在计算差动挂轮时,必须将上述所选择的一套分 齿挂轮从挂轮库中去除,因为分齿挂轮和差动挂轮共 用一个挂轮库,所选挂轮不能相同,因同一齿数除 20,60外都是只有一个. '×印 e?}?g?h [e]+xEf>[g]+20 [g]+[h]>x[f]+20 [e]?[i],x[j],[s],[t]] x[f]?{[i],[],[s],[t]] g]?{i],x[j],s],[t]] [h]?{[i],x[j],[s],[t]] 则:n2=e]l,[e]2.…,e]; 6:=xEf].,x[f]…...x[f]; c=g],[g].....g]; d=[h],[h]…..[h]. (9) 当:I([e]Xg])X(f]Xh])一iI= 6i.,为1,2,…,n的某个值. 有:n2=e]^,62=x[f]^, C=g],d:=h]. 式中:印为挂轮传动比精度控制值;[e],[f], [g],[h]为滚齿机配换挂轮库中的齿轮;计算 时,从滚齿机配换挂轮库任意选择四个齿轮代入公式 (9),(10),(11),(12),(13),(14),(15), (16)进行计算,取出同时满足(9),(10),(11), (12),(13),(14),(15),(16)八个公式的齿轮 组(n组),从中再选出最小的一组作为差动挂 轮n2,62,C2,d2. 3挂轮计算程序框图 3.1主程序 在主程序中,主要包括齿轮类型判断,实际进给 量的计算,分齿挂轮及差动挂轮的传动比计算,分齿 挂轮及差动挂轮选择程序等模块的调用和打印有关信 息的输出功能.程序框图见图1所示. 3.2子程序 在挂轮计算程序中,包括有以下子程序:齿轮类 型判断子程序,实际进给量计算子程序,分齿挂轮及 差动挂轮传动比计算子程序,分齿挂轮及差动挂轮选 择子程序等,下面只给出分齿挂轮及差动挂轮选择子 程序框图,为节省篇幅,其它程序计算框图略. 框图及程序说明: (1)参数输入:齿数z,齿轮模数m,滚刀 头数,工件螺旋角p及旋向,滚刀螺旋角7及旋 向,名义进给量/,计算因子?(在程序中已选定), ? 116?《机床与液压》2004.No.7 挂轮传动比控制精度,滚切方式(顺铣或逆铣) (2)本程序町进行各种圆柱齿轮的滚切调整计 算,其种类有:?普通直,斜街圆柱齿轮;?齿数大 于100质数及其整数倍的直,斜齿圆住齿轮;?差动 挂轮传动比较小的斜齿轮圆柱齿轮;特殊齿数的 直,斜齿吲挂轮(如l2l,l69等等) (3)该软件方便实用,只要输入所滚切的圆柱 齿轮的有关参数,计算机便自动,准确计算出所需调 整计算的有关内容. 4实例计算略. 参考文献 【1】苏建修.滚切齿数大于100质数斜齿圆往齿轮.机械 制造,1997(9):23. 【2】苏建修.小螺旋角圆往齿轮的滚切加.新技术新T 艺,2001(6):14,l6. 【3】:建修.滚切齿数大于100质数直齿圆住齿轮的调整 计算研究.新技术新工艺,2000(6). 【4】苏建修.在普通滚齿机上滚切圆柱齿轮调整计算.机 电田际市场之机械零部件,2000(2). 【5】顾维邦主编.金属切削机床慨论.北京:机械工业出 版社,1992. 【6】谭浩强编着C程序设计北京:清华大学出版社, l991. 【7】吴圣庄主编金属切削机床慨论北京:机械工业出 版社,1985 作者简介:张学良(1968一),男,河南扶沟人,河 南职业技术师范学院讲师,主要从事机械制造设计及其自 动化及先进制造方面的研究.联系电话:0373—3040544 (H),0373—30405394转802(O),E—mail:zhxl@hvt— tc.eduCn或freezhxl@sinacorn 图1主程序框图收稿时间:2003—11—03 …'一………………………一…………………"………,……"?,…? (上接第l20页) 将相对转动转化为径向进给运动.轴?与轴?每相对 转动一转,刀杆沿径向进给及退出各2次选择合适 的齿轮齿数,确定适当的切削用量,切槽深度可根据 偏心量的大小调节刀头的相对位置来改变. 2.3指示器系统 为使机床主轴在刀具退出位置时停止转动,便于 装卸工件,本机床设有指示器,正确选择齿数比,保 证轴?与轴?每相对转动一转,指示器指针转过一 转,在此过程中可完成一个工件的加工.指示器指针 在使用前可以标定:松开指针固定螺钉,转动皮带轮 使刀杆旋转,在刀具沿径向完全退出位置时,使指针 对准标牌上"刀具退出"位置,并锁紧固定螺钉. 3操作方法 首件加工时应按下列步骤操作: (1)启动电机,将离合器操作手柄打在"开" 的位置上,刀杆旋转,指示器指针也缓慢旋转,当指 示器指针指在"刀具退出"位置时;将离合器操作 手柄打在"停"位置,这时刀杆转动停止,刀具也 处在退出位置.(2)将固定在夹具上的工件移至加 工位置并锁紧.(3)将离合器操作手柄打在"开" 位置上,刀杆旋转,刀具同时作径向切人运动.(4) 当指示器指针指向"刀具退出"位置时,将离合器 操作手柄打在"停"位置.此时工件加工完毕,刀 杆停止转动,刀具沿径向完全退出.(5)卸下工件. 再加工时重复以上步骤. 4工艺关键 (1)横向切削极易使加工系统自激振动,因此 中空轴上前后轴承应合理预紧,提高主轴系统的精度 和刚度.(2)应保证中空轴上及刀杆上燕尾导轨的 制造精度,配合间隙合适,运动灵活无阻滞现象. 5其它应用 该原理可用于自动管子切断机床或自动倒角机床 上. 作者简介:侯志坚,1962年生,山东滕州人,高级工 程师,硕士,现从事机械制造专业教学及科研工作. 收稿时间:20o3—04—29