1 概述（shù）

      錐齒輪傳動是用於相交（jiāo）軸之間（jiān）運動和動力的傳動機構。目（mù）前（qián）錐齒輪（lún）加工通常在價格昂貴的專用機床上（shàng）（刨齒機、傘齒機）采用展成刨齒（chǐ）加工法加工。

      展（zhǎn）成刨齒法每加工一個齒，刨齒刀就要（yào）脫離"齧合（hé）"反向對滾，同（tóng）時間歇做分齒（chǐ）運（yùn）動，才（cái）能進人下一（yī）個輪齒的加工。也就（jiù）是說要一個輪齒一個輪齒(間歇)地進行加工。

      錐齒輪（lún）的加工相對於（yú）圓柱齒輪有較大的難（nán）度（dù），由於錐齒輪加工是逐齒進行的，且每一輪齒加工時，都要進（jìn）行分度操作，因此（cǐ）其生產效率和加工精度都較低。本（běn）文（wén）介紹一種新的錐齒（chǐ）輪加工方法---滾齒加工法。其生產效（xiào）率（lǜ）和加工精度比（bǐ）現（xiàn）有的加工方法有所提高，可供科研及工程技術（shù）人員參考。

      2 直齒（chǐ）錐齒輪滾齒加工原理（lǐ）

      直齒錐齒輪的滾齒加工方法可借鑒圓（yuán）柱齒輪（lún）的加工方法，利用齒輪滾刀加工錐齒輪。

      圖1 為滾齒（chǐ）機加工直齒圓柱齒輪的切削原理圖。圖中1 為齒輪滾刀，2 為被切齒（chǐ）輪，ωk 為齒輪滾刀的回轉速度，νf 為滾刀的垂直進給運動速度，ωh 為被切齒輪（lún）的回轉速度。ωk 和ωh 之間有固定的速比關係。

      若直齒圓柱齒輪可以看作分錐角為0°的直齒錐齒（chǐ）輪，兩者的差別僅（jǐn）為分錐角δ及模（mó）數（shù）的（de）不同，隻要滾（gǔn）齒機也能附加一個"錐角"，設計可變模數的滾刀就能進（jìn）行錐齒輪的加工。由於直齒錐齒輪的（de）分度圓錐線是一斜線，那麽可通過兩個直線坐標的（de）變化，形成這條斜（xié）線。圖2 顯示了這種方法的運動情況，它是通過滾（gǔn）刀的垂直進給運（yùn）動和被切錐齒輪的水平進給運動的有機結合（hé），形成被切錐齒輪的錐角（jiǎo）要求。

      3 可變模數滾刀加工直齒錐齒輪的原理（lǐ）

      將可變模數齒輪（lún）滾刀加（jiā）工直齒錐齒輪的過程看成錐齒輪與齒（chǐ）距變化的齒條相齧合，在切齒過程中，將錐齒輪看成齒數相同、模數（shù）值從小端m 小（最小值）到大端m 大（最（zuì）大值）連續（xù）變化的疊加齒輪，模數不同，對應每一（yī）個垂直於軸線（xiàn）的截（jié）麵（miàn）上齒（chǐ）輪的分度圓大小（xiǎo）也是連續變化的。設想有一把齒輪（lún）滾刀，其模數值也是（shì）連續變化的（即齒距（jù）是可以（yǐ）連續（xù）變化的），對應每（měi）一個截麵有一個可以相齧合（hé）的齒條，在滾齒加工中（zhōng）便（biàn）可以連續分度，用展成法加工（gōng）出錐齒輪。

      4 可變（biàn）模數齒輪滾刀的結構（gòu）

      可變模數齒輪滾刀亦可稱可變齒距齒輪滾刀，其結構特點是：安裝滾刀的心軸（zhóu）4 類似外花鍵套，以內（nèi）孔和鍵槽與傳（chuán）動軸杆（gǎn）5 配合，用以傳（chuán）遞扭矩，外圓（yuán）上有矩形槽，用來安裝滾刀刀齒（chǐ）3，並帶動（dòng）滾刀刀（dāo）齒（chǐ）3 旋轉；滾刀刀齒3 是單獨製成的，具有一定長度的齒形，其切削部分為直線齒形，齒高與被加工齒輪的大端模數成比例，齒（chǐ）厚與被加工齒輪的小端模數成比例。（見圖3）

      5 滾刀刀齒對（duì）應螺距的計算

      現結合實際，設（shè）計滾刀刀齒對應的螺距。例如：直（zhí）齒錐齒輪，m 大=5， m 小=3，滾刀（dāo）根據平移原理，相當於與齒輪相（xiàng）齧合的齒條刀齒連續（xù）不斷的沿軸線方向移動，由於齒（chǐ）條刀齒分布在齒距T=m 軸π的螺旋線上，則T 大=5π=15.7mm(指法向齒距，以下同), T 小=3π=9.42mm,現設計刀齒數Z 刀=15 的滾刀對應的螺（luó）距滾切直齒錐齒輪時，滾刀沿錐齒輪軸線（xiàn）按一定速度做（zuò）垂直進給運動，若將直齒錐齒輪分度圓錐麵展開可以看（kàn）出，其分錐距與齒距成線性關係（xì），所以說隻要保證錐齒輪齒距增大（或減少）與垂直進給量成比例，加工的直齒錐齒輪就是（shì）合格的。刀具的垂直進給量一旦選定，齒輪滾刀的螺紋套轉速就確定了（le）。

      為了保證齒距的變化值恒定，將單頭滾刀的刀齒（chǐ）在一個齒距長度上分成（chéng）15 個獨立的（de）刀齒。將齒距為T 的滾刀沿分度圓（yuán）展開，如圖4 所示（shì），

      切削刃同這（zhè）個麵（miàn）的交點用數字（zì）表示，由螺旋（xuán）線（xiàn）開始（shǐ）中間刀齒用0 表示（shì），位於（yú）它右邊（biān）的7 個齒用1，2，3...7 表示，左邊的7 個齒用-1，-2，-3，... -7 表示，坐標原點與0 點（中間刀齒）重合，其所示的切削刃的位置是齒距為T 小時開始切削位置（位於錐齒輪小端），在切削過程中，切削刃沿軸向（X 向（xiàng））不斷（duàn）變化位置，到加工終了時（位於錐齒（chǐ）輪大端），切削刃占據了齒距為T 大的位置，圖中切削刃的（de）終了位置用1＇，2＇，3＇...7＇ 和-1＇，-2＇，-3＇... -7＇ 表（biǎo）示。點1 位移到1＇ 處移（yí）動的軸向距離用ΔX 表示，點2 位移到2＇ 處移動的（de）軸向距離為2ΔX...，點7 移動了（le）7ΔX，具有規律性，這種規（guī）律性證明：為了保證滾刀切削刃由齒距為T 小的螺旋麵移到齒距為T 大的螺（luó）旋麵（miàn），螺紋套（tào）上的螺紋個數應為Z 刀-1個，因中（zhōng）間（jiān）刀齒位於（yú）原（yuán）點（diǎn）位置不動，所以這個刀齒沒有螺紋，由第1 個刀齒到第7 個刀齒的螺距應分別（bié）增大1～7 倍。在車削（xuē）螺紋套（tào）上螺紋時，每段螺紋（wén）螺旋入口不可能都在理（lǐ）論位置，相當於附加回轉；此（cǐ）外，螺紋套與刀齒旋合有傳動間隙（xì），必須將螺紋套附加回轉某一角度；而且在滾切過程中，無論從大端開始還是從小端開始垂直進給（gěi），產生的（de）附加螺距實際值超出理（lǐ）論計算（suàn）值也必須將螺（luó）紋套回轉某一角度。

      結束語

      本文探討了用（yòng）可變模（mó）數滾刀加工直齒錐（zhuī）齒輪的思（sī）路，但是滾（gǔn）刀螺距的（de）修正係（xì）數要根據各（gè）企業的設備、刀具、加工（gōng）精度等因素進行調整（zhěng）。同時還須正確調整機床分度、垂直進給、徑向進給、滾刀螺紋套回（huí）轉運（yùn）動等5個運動的關係（xì），分別求出他們的（de）掛輪公式。根據機床、工件材料（liào）、刀具確定合理的（de）切削速度等綜合因素是保證（zhèng）滾齒加工錐齒（chǐ）輪成功（gōng）的（de）重要（yào）條件。