【邁動(dòng)工業(yè)】新型研齒機(jī)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(shí)的主運(yùn)動(dòng)。橫向工作臺(tái)用來(lái)調(diào)整兩輪中心距，研齒時(shí)固定不動(dòng)?？v向工作臺(tái)研齒時(shí)作縱向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以便周期性改變兩齒輪中心距。滑鞍在研齒時(shí)通過(guò)偏心裝置沿立柱導(dǎo)軌作上下微行程（2~3mm）往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

    2.工作原理

    研磨齒時(shí)，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(guò)渡配合，由于工件在空載下運(yùn)轉(zhuǎn)，徑向力和軸向力非常小。橫向工作臺(tái)調(diào)整兩齒輪中心距，按設(shè)計(jì)要求注意最小中心距偏差限制和嚙合間隙。工作時(shí)在齒面涂上研磨劑，通過(guò)兩軸轉(zhuǎn)速趨于一致進(jìn)行研齒；通過(guò)縱向工作臺(tái)周期性改變中心距和滑鞍的往復(fù)微行程運(yùn)動(dòng)，使兩互研齒輪在齒寬方向上充分研磨。

    三 動(dòng)態(tài)力研齒機(jī)理

    齒輪動(dòng)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(dòng)慣量下高速穩(wěn)態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)，研齒時(shí)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(shí)齒輪本身誤差產(chǎn)生的齒面動(dòng)態(tài)力在研磨劑的作用下修整齒輪誤差，達(dá)到提高兩齒輪精度的目的。在研齒過(guò)程中，兩互研齒輪精度同時(shí)得到提高主要有兩種機(jī)制在起作用，即動(dòng)態(tài)研磨和誤差均化。齒面動(dòng)態(tài)嚙合力與齒面摩擦因數(shù)乘積是研齒過(guò)程中的齒面切削力，這種力作用于齒面粗糙的微凸體時(shí)，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(shí)齒輪產(chǎn)生振動(dòng)。由摩擦學(xué)理論可知，這種振動(dòng)使齒面微凸體產(chǎn)生塑性變形和粘著，小振幅使粘著點(diǎn)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(jī)理及特點(diǎn)所述，研齒時(shí)施加研磨劑，研磨劑中的磨料顆粒在齒面滾動(dòng)和滑動(dòng)，滾動(dòng)使齒面產(chǎn)生微小的塑性變形，滑動(dòng)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(shí)，由于齒面在相互摩擦的同時(shí)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(huì)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(jìn)行的，齒面動(dòng)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(dòng)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(dāng)齒輪精度達(dá)到一定程度后，齒面動(dòng)態(tài)嚙合力就會(huì)越來(lái)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(dòng)態(tài)力研齒不會(huì)導(dǎo)致齒輪畸變的原因。

    研齒時(shí)，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(shí)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(duì)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(shí)，對(duì)齒形誤差、齒距極限偏差、齒距積累誤差、公法線長(zhǎng)度變動(dòng)、齒圈徑向跳動(dòng)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(dòng)態(tài)力研齒機(jī)理對(duì)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(shí)間內(nèi)研齒次數(shù)的多少，次數(shù)多效率高。文獻(xiàn)表明，研齒時(shí)齒面間的滑動(dòng)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(dòng)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(duì)滑動(dòng)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(shí)考慮齒輪直徑大?。?。一般主軸轉(zhuǎn)速控制在1000~1800r/min.動(dòng)態(tài)力研齒機(jī)理對(duì)主軸轉(zhuǎn)速的平穩(wěn)性也提出很高的要求。資料表明，由計(jì)算機(jī)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(shí)/計(jì)數(shù)子系統(tǒng)、直流電動(dòng)機(jī)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(duì)于研齒前的齒輪精度，要嚴(yán)格加以控制，尤其是齒圈徑向跳動(dòng)，它明顯影響研齒效果；同時(shí)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(shí)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(shí)得到提高，必須使兩輪的齒數(shù)互研時(shí)有相同的概率。比較理想的情況是兩輪齒數(shù)沒(méi)有公因子，最好是一個(gè)質(zhì)數(shù)齒與另一個(gè)其他齒數(shù)。但齒輪的齒數(shù)是設(shè)計(jì)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(kāi)互研齒輪，相對(duì)轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)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