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T6216C 落地镗床滑座变速箱的改进

日期: 2018-08-14    来源:宁夏天地奔牛实业集团有限公司 作者:邓立军

  摘 要:针对 T6216C 落地镗床滑座变速箱瞬间启动冲击大、扭矩传递不平稳的问题,提出一种用奥利康制弧型锥齿轮代替直齿圆锥齿轮,改进滑座变速箱的方法。

  关键词:滑座变速箱;奥利康制弧型锥齿轮;改进

  0  引言

  弧型锥齿轮是用于机械传动的关键零件,特别适用于相交轴之间的传动,与直齿锥齿轮传动相比,弧型锥齿轮传动具有重合度大、承载能力高、传动效率高、传动平稳、对安装误差的敏感性小以及噪声小等优点,因此,利用弧型锥齿轮替代直齿圆锥齿轮,对 T6216C 落地镗床滑座变速箱进行改造,是技术发展的必然要求。

  1 、改造原因

  T6216C 落地镗床滑座变速箱,原结构为 11 k W 电机输出轴端组装直齿锥齿轮,传递运动于箱体内的各轴,通过切换齿轮啮合实现变速,输出功率于滑座,进行各项运动。镗削加工各类零部件时,由于所需加工面相互交错,滑座变速箱频繁启动、瞬间传递扭矩大,造成电机直齿圆锥齿轮经常性断齿,设备的频繁停机严重影响生产,同时更换齿轮修复变速箱可靠性差、等待周期长,不能从根本上解决设备故障。

  2 、改造可行性分析

  在电机输出轴端组装奥利康制弧型锥齿轮,替代原直齿圆锥齿轮传动,改变滑座变速箱瞬间起动冲击大、扭矩传递不平稳的问题。直齿圆锥齿轮通过平齿啮合传动,齿面接触区域小、单齿受力大、启动频繁时瞬间冲击力大容易造成断齿。采用奥利康制弧型锥齿轮传动,可以有效解决上述问题。

  奥利康制弧型锥齿轮产形冠轮上的齿线是圆弧,轴向力大,且随转向变化,传动自适应性好,传动质量高,传动每齿是逐步进入啮合,轮齿也是逐步脱开,没有轮齿瞬间完全脱开的现象,避免了直齿圆锥齿轮传动时瞬间脱齿的问题,由于传动平稳、克服了瞬间启动冲击大和打齿的问题。公司现有 2 台从瑞士奥力康公司引进的奥利康制 SKM2 弧齿铣齿机床,奥利康制采用等高齿(图 1)加工方法,冠轮齿线是延伸外摆线(图 2),切齿加工大小齿轮都用双面法。

  用奥利康的方法切齿,刀盘中心与齿的曲率中心不重合,由于刀齿在包络齿廓时沿齿的对角线方向交选,啮合时,主从动齿沿交叉的包络发生线进入啮合。奥利康制按假想平面齿轮原理加工,不存在刀号修正问题,刀片规格简化,加工调整计算方便,适合于设备改造中单件或小批量生产,由于传动副在奥利康机床上加工,噪声级别低,传动质量高,加工齿轮的平均使用寿命高。

  3 、奥利康制锥齿轮设计与加工

  3.1 几何参数确定

  奥利康公司在机床附带说明书中,给出了该型号齿轮对应的设计计算公式,并附带计算卡,根据原直齿锥齿轮的安装尺寸,设计出示意图(图 3)中的几何尺寸,并在奥利康公司 SKM2 铣齿机上执行工艺过程进行铣齿加工和参数校正。

  3.2  加工原理

  奥利康制弧型锥齿轮为等高齿摆线准双曲面齿轮,齿长方向齿线为延伸外摆线,沿分锥母线齿高相等。其加工原理采用假想平面齿轮原理,连续分度双面法加工(图 4),刀盘每转过一组齿,产形轮也跟随转过一个齿。刀刃绕刀盘轴线自转,又相对于产形轮轴线公转,在平面产形轮上形成延伸外摆线产形面,被加工齿轮的齿面由产形轮的产形面展成而成。

  3.3 加工方法

  采用普通全展成法,在奥利康 SKM2 铣齿机上,用 EN 刀盘(或 TC 刀盘)加工,锥齿轮采用普通全展成法,加工小齿轮和大齿轮,摇台都做展成运动。切齿时,刀座快速移动到切入位置,采用切入法先轴向进给切至齿深,然后摇台摆动开始展成(图 5),切齿后去掉毛刺,清洗和检验,再将零件渗碳淬火和回火。工艺过程完成后进行清洗和校正,检验硬度,配对研磨。

  4 、结语

  利用奥利康制弧型锥齿轮替代直齿圆锥齿轮,采用等高齿加工方法,增大了齿面的接触区域。通过引入奥利康制弧型锥齿轮,利用其重合度大、承载能力高、传动效率高、

  传动平稳、对安装误差的敏感性小以及噪声小的特点,经磨齿后可用于高速重载,提升了传动性能,有效解决了原直齿圆锥齿轮单齿受力大、瞬间齿面接触不均匀,造成打齿或断齿的问题。

  通过对 T6216C 落地镗床滑座变速箱关键零件的改造,改善了原相交轴的传动平稳性,从根本上解决了设备故障,延长了设备使用寿命,提高了产品加工质量。

  5 、经济效益

  自 2008 年设计制造 1 对奥利康制弧型锥齿轮用于滑座变速箱传动以来,至今未出现过打齿或断齿现象,保证了生产经营工作的顺利开展,解决了原来每月至少要更换 1 对直齿圆锥齿轮的问题,提高了设备技术状态。按一对直齿圆锥齿轮外购价格5000 元人民币计,每年可节省维修费用 6 万余元人民币 。

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