[发明专利]一种适用于高速重载机械的超窄空刀槽双螺旋齿轮的加工方法

摘要

本发明公开了一种适用于高速重载机械的超窄空刀槽双螺旋齿轮的加工方法，首先在双螺旋齿轮中间部分车削加工空刀槽，然后插齿粗加工双螺旋齿轮两侧轮齿，接着对轮齿进行表面热处理渗碳强化处理。适用蝶形砂轮进行轮齿精密磨削加工，对于靠近空刀槽部分的的轮齿改用指状砂轮进行精密磨削加工。本发明的超窄空刀槽双螺旋齿轮相比传统双螺旋齿轮具有更窄的空刀槽，承载能力更大，啮合有效接触线更长，结构更紧凑等特点。对于船舶和航空传动系统要求的高速重载工况尤为适用。

主权项

1.一种适用于高速重载机械的超窄空刀槽双螺旋齿轮的加工方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1、备料，锻造工件；步骤2、加工双螺旋齿轮的两个端面，形成基准平面，平面度要求0.01；步骤3、根据本加工方法的计算值，加工双螺旋齿轮的空刀槽，槽宽为b；步骤4、插削粗加工，利用展成原理，对双螺旋齿轮进行插削粗加工；步骤5、进行粗加工检测，齿面加工余量1mm；步骤6、对非轮齿部分防渗碳层涂覆，然后进行渗碳热处理；步骤7、对齿面热处理硬度和渗碳层深度进行检测，为了使用高速重载的工况环境，要求渗碳层深度1mm，齿面硬度HRC60‑62；步骤8、热处理完成后对齿轮进行化学处理去除防渗碳的镀层；步骤9、使用蝶形砂轮对热处理后的双螺旋齿轮进行精密磨削砂轮，磨削区域是AA₁，BB₁段；A点的位置在双螺旋齿轮每个单侧齿的外轮齿端面处，A₁点的位置在双螺旋齿轮每个单侧齿的靠近内轮齿端面处，B点的位置在双螺旋齿轮每个单侧齿的外轮齿端面处，B₁点的位置在双螺旋齿轮每个单侧齿的靠近内轮齿端面处，蝶形砂轮从轮齿端面沿着齿向方向向由A点往A₁点运动，当蝶形砂轮的一侧移动到齿轮中间平面时，砂轮停止运动，此时砂轮旋转中心对应的就是A₁点；磨削区域BB₁也是同理，砂轮由B点向B₁点运动，当蝶形砂轮的一侧移动到齿轮中间平面时，砂轮停止运动，此时砂轮旋转中心对应的就是B₁点；步骤10、切换使用指状成型砂轮刀具，切换前后保持指状砂轮的旋转轴线在蝶形砂轮的中间平面中；步骤11、使用指状成型砂轮对双螺旋齿轮的A₁C、B₁D段轮齿进行精密磨削加工，C点的位置在双螺旋齿轮每个单侧齿的内轮齿端面处，D点的位置在双螺旋齿轮每个单侧齿的内轮齿端面处；双螺旋齿轮中间A₁C和B₁D部分，即齿面未经蝶形磨削加工的部分，指状成型砂轮参数由齿轮参数决定，A₁的位置由蝶形砂轮半径决定，B₁的位置由指状成型砂轮半径决定；使用指状成型砂轮进行磨削加工时，分别从轮齿的A₁和B₁位置沿着齿向方向往齿轮中间平面磨削加工，当指状成型砂轮一侧运动到中间平面是停止；步骤12、检验各尺寸加工精度，完成加工；步骤1中选中锻造加工件作为备料，步骤2中先加工两个端面形成基准平面，平面度要求0.01，两个面互为基准，平行度要求0.02；超窄空刀槽双螺旋齿轮的空刀槽宽度x同样受到齿轮齿数的影响但摆脱了蝶形砂轮的束缚，具体计算方法如下：其中，为齿顶高系数，c^*为顶隙系数，m_n为法向模数，a为铣刀加工不发生干涉的最小尺寸；该方法减小了空刀槽的大小，同时加工工艺没有变的过于复杂，具有很高的可行性；相同齿宽情况下，扩大了齿轮的接触线长度，改善了啮合情况，提高了传动性能。