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摘 要：針對 T6216C 落地鏜床滑座變速箱瞬間啟動沖擊大、扭矩傳遞不平穩(wěn)的問題，提出一種用奧利康制弧型錐齒輪代替直齒圓錐齒輪，改進(jìn)滑座變速箱的方法。
關(guān)鍵詞：滑座變速箱；奧利康制弧型錐齒輪；改進(jìn)
0 引言
弧型錐齒輪是用于機(jī)械傳動的關(guān)鍵零件，特別適用于相交軸之間的傳動，與直齒錐齒輪傳動相比，弧型錐齒輪傳動具有重合度大、承載能力高、傳動效率高、傳動平穩(wěn)、對安裝誤差的敏感性小以及噪聲小等優(yōu)點(diǎn)，因此，利用弧型錐齒輪替代直齒圓錐齒輪，對 T6216C 落地鏜床滑座變速箱進(jìn)行改造，是技術(shù)發(fā)展的必然要求。
1 、改造原因
T6216C 落地鏜床滑座變速箱，原結(jié)構(gòu)為 11 k W 電機(jī)輸出軸端組裝直齒錐齒輪，傳遞運(yùn)動于箱體內(nèi)的各軸，通過切換齒輪嚙合實(shí)現(xiàn)變速，輸出功率于滑座，進(jìn)行各項(xiàng)運(yùn)動。鏜削加工各類零部件時，由于所需加工面相互交錯，滑座變速箱頻繁啟動、瞬間傳遞扭矩大，造成電機(jī)直齒圓錐齒輪經(jīng)常性斷齒，設(shè)備的頻繁停機(jī)嚴(yán)重影響生產(chǎn)，同時更換齒輪修復(fù)變速箱可靠性差、等待周期長，不能從根本上解決設(shè)備故障。
2 、改造可行性分析
在電機(jī)輸出軸端組裝奧利康制弧型錐齒輪，替代原直齒圓錐齒輪傳動，改變滑座變速箱瞬間起動沖擊大、扭矩傳遞不平穩(wěn)的問題。直齒圓錐齒輪通過平齒嚙合傳動，齒面接觸區(qū)域小、單齒受力大、啟動頻繁時瞬間沖擊力大容易造成斷齒。采用奧利康制弧型錐齒輪傳動，可以有效解決上述問題。
奧利康制弧型錐齒輪產(chǎn)形冠輪上的齒線是圓弧，軸向力大，且隨轉(zhuǎn)向變化，傳動自適應(yīng)性好，傳動質(zhì)量高，傳動每齒是逐步進(jìn)入嚙合，輪齒也是逐步脫開，沒有輪齒瞬間完全脫開的現(xiàn)象，避免了直齒圓錐齒輪傳動時瞬間脫齒的問題，由于傳動平穩(wěn)、克服了瞬間啟動沖擊大和打齒的問題。公司現(xiàn)有 2 臺從瑞士奧力康公司引進(jìn)的奧利康制 SKM2 弧齒銑齒機(jī)床，奧利康制采用等高齒（圖 1）加工方法，冠輪齒線是延伸外擺線（圖 2），切齒加工大小齒輪都用雙面法。
用奧利康的方法切齒，刀盤中心與齒的曲率中心不重合，由于刀齒在包絡(luò)齒廓時沿齒的對角線方向交選，嚙合時，主從動齒沿交叉的包絡(luò)發(fā)生線進(jìn)入嚙合。奧利康制按假想平面齒輪原理加工，不存在刀號修正問題，刀片規(guī)格簡化，加工調(diào)整計(jì)算方便，適合于設(shè)備改造中單件或小批量生產(chǎn)，由于傳動副在奧利康機(jī)床上加工，噪聲級別低，傳動質(zhì)量高，加工齒輪的平均使用壽命高。
3 、奧利康制錐齒輪設(shè)計(jì)與加工
3.1 幾何參數(shù)確定
奧利康公司在機(jī)床附帶說明書中，給出了該型號齒輪對應(yīng)的設(shè)計(jì)計(jì)算公式，并附帶計(jì)算卡，根據(jù)原直齒錐齒輪的安裝尺寸，設(shè)計(jì)出示意圖（圖 3）中的幾何尺寸，并在奧利康公司 SKM2 銑齒機(jī)上執(zhí)行工藝過程進(jìn)行銑齒加工和參數(shù)校正。
3.2 加工原理
奧利康制弧型錐齒輪為等高齒擺線準(zhǔn)雙曲面齒輪，齒長方向齒線為延伸外擺線，沿分錐母線齒高相等。其加工原理采用假想平面齒輪原理，連續(xù)分度雙面法加工（圖 4），刀盤每轉(zhuǎn)過一組齒，產(chǎn)形輪也跟隨轉(zhuǎn)過一個齒。刀刃繞刀盤軸線自轉(zhuǎn)，又相對于產(chǎn)形輪軸線公轉(zhuǎn)，在平面產(chǎn)形輪上形成延伸外擺線產(chǎn)形面，被加工齒輪的齒面由產(chǎn)形輪的產(chǎn)形面展成而成。
3.3 加工方法
采用普通全展成法，在奧利康 SKM2 銑齒機(jī)上，用 EN 刀盤（或 TC 刀盤）加工，錐齒輪采用普通全展成法，加工小齒輪和大齒輪，搖臺都做展成運(yùn)動。切齒時，刀座快速移動到切入位置，采用切入法先軸向進(jìn)給切至齒深，然后搖臺擺動開始展成（圖 5），切齒后去掉毛刺，清洗和檢驗(yàn)，再將零件滲碳淬火和回火。工藝過程完成后進(jìn)行清洗和校正，檢驗(yàn)硬度，配對研磨。
4 、結(jié)語
利用奧利康制弧型錐齒輪替代直齒圓錐齒輪，采用等高齒加工方法，增大了齒面的接觸區(qū)域。通過引入奧利康制弧型錐齒輪，利用其重合度大、承載能力高、傳動效率高、
傳動平穩(wěn)、對安裝誤差的敏感性小以及噪聲小的特點(diǎn)，經(jīng)磨齒后可用于高速重載，提升了傳動性能，有效解決了原直齒圓錐齒輪單齒受力大、瞬間齒面接觸不均勻，造成打齒或斷齒的問題。
通過對 T6216C 落地鏜床滑座變速箱關(guān)鍵零件的改造，改善了原相交軸的傳動平穩(wěn)性，從根本上解決了設(shè)備故障，延長了設(shè)備使用壽命，提高了產(chǎn)品加工質(zhì)量。
5 、經(jīng)濟(jì)效益
自 2008 年設(shè)計(jì)制造 1 對奧利康制弧型錐齒輪用于滑座變速箱傳動以來，至今未出現(xiàn)過打齒或斷齒現(xiàn)象，保證了生產(chǎn)經(jīng)營工作的順利開展，解決了原來每月至少要更換 1 對直齒圓錐齒輪的問題，提高了設(shè)備技術(shù)狀態(tài)。按一對直齒圓錐齒輪外購價(jià)格5000 元人民幣計(jì)，每年可節(jié)省維修費(fèi)用 6 萬余元人民幣 。
來源：寧夏天地奔牛實(shí)業(yè)集團(tuán)有限公司 作者：鄧立軍
