鼓形齿式联轴器加工
太原重型机械集团有限公司(以下简称太重)减
速机分公司制定的标准为TZC7352-2003,结构形式
为ZWG基本型鼓形齿式联轴器,具有结构紧凑,重量
轻,传递扭矩大等特点,适用于起重运输、冶金机械、矿
山机械及其他机械。轴孔直径20~480 mm,传递公称转
矩为710~1000000N/m,单对齿角向补偿量为△α≤1°。
其主要特点是:外齿轮中间厚两端薄,允许两轴线有
较大的角位移,一般设计为±1.5°,特殊设计在3°以
上也能可靠运行;能承受较大的转矩和冲击载荷,且
外形尺寸小;易于安装调整。
1内齿圈的加工[1]66-72
内齿圈毛坯一般由42CrMo等合金钢锻造制成,
调质硬度为269~302 HB。加工中的重点工序是:外
形车削,齿形加工和连接孔的钻铰。
1.1外形加工
按照零件尺寸的大小,外形加工可在卧车或立
车上进行。在加工中注意的事项是:保证齿顶圆与连
接端面和止口面的垂直与同心(见图1),最好在一
次装卡中车成;为便于齿形加工对齿厚尺寸的测量,
尺寸较小零件的止
口面往往在切齿工
序完成后车成;粗、
精加工工序的安
排,按零件的材质、
外形尺寸、热处理
及工艺的具体要求
确定工艺路线。
1.2内齿形加工
齿形加工,根
据零件外形尺寸,设备条件和精度等级,可在立式滚
齿机或插齿机上进行。
1.2.1立式滚齿机上加工齿形
一方面由于零件的外形尺寸、几何参数超出了
现有插齿机床的加工范畴;另一方面为提高效率,保
护88-16美国插齿机的精度,大模数的内齿圈也采
用粗铣齿留余量的方法。
内齿刀架有用指状铣刀和片状铣刀加工两种结
构(见图2和图3)。齿形加工中零件的安装、找正
与一般内齿轮相同。若零件的整体尺寸超出机床规
格时,可在刀架底座的连接部分H或在装刀部位L
适当接长,以扩大加工尺寸范围。
1.2.2插齿机加工[3]
插齿是内齿加工的基本方法。与滚齿加工相比,
具有精度、效率高等优点,一般可达6~8级。加工时
根据工件精度等级选择机床和刀具。
(1)机床选择。除了工件的重量精度外,齿套
高度、齿部宽度、法兰宽度等外形尺寸也是确定机床
第一作者简介:史晓霞,女,1978年生,现在太原重型机械集团有限公司减速机分公司技术科从事数控编程,助理工程师。
Tel:0351-6366737,E-mail:sxx78@126.com
鼓形齿联轴器的制造
史晓霞韩锋
(太原重型机械集团有限公司,山西太原030024)
摘要:详细介绍了鼓形齿联轴器的制造方法。
关键字:鼓形齿联轴器内齿圈外齿轴套
中图分类号:TH133.4文献标识码:A收稿日期:2006-08-07
图1内齿圈
止口面
端面
图2指行刀架图3片形刀架
H
L
L
H
的主要依据。太重现有插齿机参数,见表2。
(2)插齿刀的选择。通常根据工件精度、材料
的硬度来确定相应的插齿刀具。由于内齿轴套齿高
系数f=0.8为短齿形零件,为了增强齿部的强度一般
采用切向变位,所以加工中选用的刀具不同,所加工
的方法也不同。可以用齿轴套齿高系数f=1的标准插
齿刀,也可选用短齿形插齿刀。用前者加工时,刀具
径向进至全齿深后,拔齿再作适当的圆周走刀,使齿
厚尺寸达到要求。
随着现代技术的发展,渗碳淬火齿圈的普遍采
用,需要硬质合金插齿刀的加工。最近太重给衡阳钢
管厂生产的联轴器的内齿圈就是渗碳淬火件。其参
数为:模数M=6 mm,齿数Z=38,压力角α=28°。加工
中选用的刀具为汉江工具厂制造的模数M=6 mm,
齿数Z=21的硬质合金插齿刀,刀体采用Cr12MoV材
料,刀片采用Y330材料,整个刀子采用镶焊式结
构,制造精度为A级。经过实际加工齿面粗糙度达
Ra1.6,精度达6级。
在加工中为避免根切现象,选用刀具的齿数必
须与被切齿圈的齿数有一定的差值。当压力角
α=20°时,其齿数值最小应为12。也可按二者节径差
不得小于三分之一选用。生产中选择见表3。
(3)齿厚的控制。内齿圈齿厚测量有多种方
法,按齿轮参数与技术要求有:第一,公法线测量。当
零件齿数较多、内径较大,采用公法线测量方便、准
确,公差容易控制。第二,卡尺测量。操作简便,但精
度较差,量值受内径公差与尺寸大小的影响。第三,
圆棒、内径千分尺测量。多用于较大齿数的零件测
量,测量时用的量棒是根据模数计算出量棒直径
D=(1.728+0.005)m加工而成,用黄甘油将圆棒黏
贴在齿槽内,用千分尺测量直径或斜径。
1.2.3连接孔的加工
连接孔的钻、铰是内齿圈制造工艺的关键工序。
长期以来,连接孔加工的形状、位置与尺寸公差不稳
定,孔的等分度与互换性难以达到,在圆周上的等分
度与径向位置误差很大,在使用中需配对更换。目
前,常采用的加工工艺为:
(1)配对加工。在单件或小批量生产时,将两
件内齿圈以止口定位组合在一起,按其中一件的划
线钻铰连接孔,并在外圆上刻定位标记或打上字头。
此方法加工简单,不需要专用工装,但不能互换,只
能配对使用。
(2)钻模加工(组合卡具)。在成批生产时以凹、
凸止口定位制造钻模板,分别与齿圈配合,用普通钻
床一次装卡钻铰连接孔。钻模与零件的配合及钻模
板钻、铰套的配合公差需严格控制。利用组合卡具加
工与用钻模板加工类似,但经济性较好。
(3)座标镗床、数控镗床、加工中心加工。用这
些机床对内齿套连结孔的加工能够保证零件的形位
公差和尺寸公差,但装卡、找正麻烦,适合于单件小
批量生产。
2外齿轴套的加工[1]64-65
外齿轴套材质一般采用42CrMo,齿面硬度一般
达布氏硬度302~341 HB,有时采用齿面表淬硬度能达
到48~52 HRC。随着现代技术的发展渗碳淬火和氮
化轴套也被广泛应用,齿部表面氮化其维氏硬度能
达到500 HV。根据结构和使用特点,加工的主要工
序是:外形尺寸和内孔尺寸的加工,鼓形齿的加工及
键槽的加工。一般的工艺流程是:锻—粗车—探伤—
调质—精车—划线—钻—滚齿—探伤—插键槽。
2.1车削加工工序
为了确保零件质量,粗车后经过超声波探伤,再
经过调质处理。精车加工主要是为了保证内孔与基
面垂直,齿外圆的齿顶圆弧面一般先用车刀粗车,然
机床型号
5A150(前苏联)12 150
Y54(中国)2~6 125
88-16(美国)14.9 485.6
340
35~160
805
垫高
740
最大模数插刀冲程安装高度
表2太重现有插齿机型号及其参数mm
插齿刀
齿数Z
被切齿轮最少齿数Z
插齿刀
齿数Z
被切齿轮最少齿数Z
!=20°
f=0.8
!=20°
f=1
!=20°
f=0.8
!=20°
f=1
10 22 24 30 50 54
12 26 29 32 52 56
14 29 32 36 57 61
16 32 36 40 62 66
18 34 39 44 66 71
20 37 41 48 71 76
22 39 44 52 75 81
24 42 47 56 80 86
26 45 49 60 84 90
表3常用插齿刀齿数与其加工齿轮最少齿数后用成型刀靠成,用样板来检查。
2.2鼓形齿齿形的加工[2]
齿形加工是外齿轴套重点工序之一。机床一般
采用弧形模板靠模加工而成或采用数控机床加工和
简易单轴CNC机床加工。太重是在Y3150H和HHC
滚齿机日本机床上改造成CNC简易数控。鼓形齿齿
形加工是以滚齿机垂直刀架与径向进给前后移动复
合运动而成。用滚齿法加工时,滚刀中心轨迹为以M
为圆心的圆弧。所加工出的鼓形齿,在所有垂直于位
移圆R的截面内。齿廓曲线为渐开线,见图4。
(1)滚齿机加工鼓
形齿步骤:第一步,按图纸
要求计算确定发信标高和
总进给量;第二步,将工件
找正夹紧,划出工件中心
线;第三步,以工件中心线
为准,在高度标尺上确定
发信标高;第四步,按直齿
轮要求计算齿轮加工量,
预留1~2 mm余量按直齿
加工;第五步,最后将预留
1~2 mm加上总进给量一次进给,用控制程序完成弧
形加工。
(2)控制程序加工弧形步骤:第一步,首先修
改好专用控制程序,按图纸要求计算进给量;第二
步,校准机床的挂轮配合,复核专用控制程序走刀量
的要求;第三步,将预留的1~2 mm加上总进给量一
次进给;第四步,开动滚齿机,启动专用控制程序,等
待发信;第五步,当滚刀下降到高度标尺上确定的发
信标高时,按动白色发信按钮,绿色信号灯亮,滚齿
机自动加工弧形;第六步,弧形加工完成,绿色信号
灯灭;第七步,待滚刀退出工件,工作台后退,滚刀
上升复位,鼓形齿加工完毕。
(3)齿形加工注意事项:用工作台快速移动电
机启动前必须先关闭控制程序电源开关。
参考文献
[1]《齿轮手册》编委会编.齿轮手册(上册)[M].北京:机械工业
出版社,2000:64-72.
[2]《重型机械标准》编写委员会编.重型机械标准[S].北京:中
国标准出版社,1998:127-136.
[3]《齿轮制造手册》编辑委员会编.齿轮制造手册[M].北京:机
械工业出版社,1997:61-85.
图4鼓形齿加工(责任编辑:苗运平)
R
M
2006年第4期史晓霞,等:鼓形齿联轴器的制造
·37·
速机分公司制定的标准为TZC7352-2003,结构形式
为ZWG基本型鼓形齿式联轴器,具有结构紧凑,重量
轻,传递扭矩大等特点,适用于起重运输、冶金机械、矿
山机械及其他机械。轴孔直径20~480 mm,传递公称转
矩为710~1000000N/m,单对齿角向补偿量为△α≤1°。
其主要特点是:外齿轮中间厚两端薄,允许两轴线有
较大的角位移,一般设计为±1.5°,特殊设计在3°以
上也能可靠运行;能承受较大的转矩和冲击载荷,且
外形尺寸小;易于安装调整。
1内齿圈的加工[1]66-72
内齿圈毛坯一般由42CrMo等合金钢锻造制成,
调质硬度为269~302 HB。加工中的重点工序是:外
形车削,齿形加工和连接孔的钻铰。
1.1外形加工
按照零件尺寸的大小,外形加工可在卧车或立
车上进行。在加工中注意的事项是:保证齿顶圆与连
接端面和止口面的垂直与同心(见图1),最好在一
次装卡中车成;为便于齿形加工对齿厚尺寸的测量,
尺寸较小零件的止
口面往往在切齿工
序完成后车成;粗、
精加工工序的安
排,按零件的材质、
外形尺寸、热处理
及工艺的具体要求
确定工艺路线。
1.2内齿形加工
齿形加工,根
据零件外形尺寸,设备条件和精度等级,可在立式滚
齿机或插齿机上进行。
1.2.1立式滚齿机上加工齿形
一方面由于零件的外形尺寸、几何参数超出了
现有插齿机床的加工范畴;另一方面为提高效率,保
护88-16美国插齿机的精度,大模数的内齿圈也采
用粗铣齿留余量的方法。
内齿刀架有用指状铣刀和片状铣刀加工两种结
构(见图2和图3)。齿形加工中零件的安装、找正
与一般内齿轮相同。若零件的整体尺寸超出机床规
格时,可在刀架底座的连接部分H或在装刀部位L
适当接长,以扩大加工尺寸范围。
1.2.2插齿机加工[3]
插齿是内齿加工的基本方法。与滚齿加工相比,
具有精度、效率高等优点,一般可达6~8级。加工时
根据工件精度等级选择机床和刀具。
(1)机床选择。除了工件的重量精度外,齿套
高度、齿部宽度、法兰宽度等外形尺寸也是确定机床
第一作者简介:史晓霞,女,1978年生,现在太原重型机械集团有限公司减速机分公司技术科从事数控编程,助理工程师。
Tel:0351-6366737,E-mail:sxx78@126.com
鼓形齿联轴器的制造
史晓霞韩锋
(太原重型机械集团有限公司,山西太原030024)
摘要:详细介绍了鼓形齿联轴器的制造方法。
关键字:鼓形齿联轴器内齿圈外齿轴套
中图分类号:TH133.4文献标识码:A收稿日期:2006-08-07
图1内齿圈
止口面
端面
图2指行刀架图3片形刀架
H
L
L
H
的主要依据。太重现有插齿机参数,见表2。
(2)插齿刀的选择。通常根据工件精度、材料
的硬度来确定相应的插齿刀具。由于内齿轴套齿高
系数f=0.8为短齿形零件,为了增强齿部的强度一般
采用切向变位,所以加工中选用的刀具不同,所加工
的方法也不同。可以用齿轴套齿高系数f=1的标准插
齿刀,也可选用短齿形插齿刀。用前者加工时,刀具
径向进至全齿深后,拔齿再作适当的圆周走刀,使齿
厚尺寸达到要求。
随着现代技术的发展,渗碳淬火齿圈的普遍采
用,需要硬质合金插齿刀的加工。最近太重给衡阳钢
管厂生产的联轴器的内齿圈就是渗碳淬火件。其参
数为:模数M=6 mm,齿数Z=38,压力角α=28°。加工
中选用的刀具为汉江工具厂制造的模数M=6 mm,
齿数Z=21的硬质合金插齿刀,刀体采用Cr12MoV材
料,刀片采用Y330材料,整个刀子采用镶焊式结
构,制造精度为A级。经过实际加工齿面粗糙度达
Ra1.6,精度达6级。
在加工中为避免根切现象,选用刀具的齿数必
须与被切齿圈的齿数有一定的差值。当压力角
α=20°时,其齿数值最小应为12。也可按二者节径差
不得小于三分之一选用。生产中选择见表3。
(3)齿厚的控制。内齿圈齿厚测量有多种方
法,按齿轮参数与技术要求有:第一,公法线测量。当
零件齿数较多、内径较大,采用公法线测量方便、准
确,公差容易控制。第二,卡尺测量。操作简便,但精
度较差,量值受内径公差与尺寸大小的影响。第三,
圆棒、内径千分尺测量。多用于较大齿数的零件测
量,测量时用的量棒是根据模数计算出量棒直径
D=(1.728+0.005)m加工而成,用黄甘油将圆棒黏
贴在齿槽内,用千分尺测量直径或斜径。
1.2.3连接孔的加工
连接孔的钻、铰是内齿圈制造工艺的关键工序。
长期以来,连接孔加工的形状、位置与尺寸公差不稳
定,孔的等分度与互换性难以达到,在圆周上的等分
度与径向位置误差很大,在使用中需配对更换。目
前,常采用的加工工艺为:
(1)配对加工。在单件或小批量生产时,将两
件内齿圈以止口定位组合在一起,按其中一件的划
线钻铰连接孔,并在外圆上刻定位标记或打上字头。
此方法加工简单,不需要专用工装,但不能互换,只
能配对使用。
(2)钻模加工(组合卡具)。在成批生产时以凹、
凸止口定位制造钻模板,分别与齿圈配合,用普通钻
床一次装卡钻铰连接孔。钻模与零件的配合及钻模
板钻、铰套的配合公差需严格控制。利用组合卡具加
工与用钻模板加工类似,但经济性较好。
(3)座标镗床、数控镗床、加工中心加工。用这
些机床对内齿套连结孔的加工能够保证零件的形位
公差和尺寸公差,但装卡、找正麻烦,适合于单件小
批量生产。
2外齿轴套的加工[1]64-65
外齿轴套材质一般采用42CrMo,齿面硬度一般
达布氏硬度302~341 HB,有时采用齿面表淬硬度能达
到48~52 HRC。随着现代技术的发展渗碳淬火和氮
化轴套也被广泛应用,齿部表面氮化其维氏硬度能
达到500 HV。根据结构和使用特点,加工的主要工
序是:外形尺寸和内孔尺寸的加工,鼓形齿的加工及
键槽的加工。一般的工艺流程是:锻—粗车—探伤—
调质—精车—划线—钻—滚齿—探伤—插键槽。
2.1车削加工工序
为了确保零件质量,粗车后经过超声波探伤,再
经过调质处理。精车加工主要是为了保证内孔与基
面垂直,齿外圆的齿顶圆弧面一般先用车刀粗车,然
机床型号
5A150(前苏联)12 150
Y54(中国)2~6 125
88-16(美国)14.9 485.6
340
35~160
805
垫高
740
最大模数插刀冲程安装高度
表2太重现有插齿机型号及其参数mm
插齿刀
齿数Z
被切齿轮最少齿数Z
插齿刀
齿数Z
被切齿轮最少齿数Z
!=20°
f=0.8
!=20°
f=1
!=20°
f=0.8
!=20°
f=1
10 22 24 30 50 54
12 26 29 32 52 56
14 29 32 36 57 61
16 32 36 40 62 66
18 34 39 44 66 71
20 37 41 48 71 76
22 39 44 52 75 81
24 42 47 56 80 86
26 45 49 60 84 90
表3常用插齿刀齿数与其加工齿轮最少齿数后用成型刀靠成,用样板来检查。
2.2鼓形齿齿形的加工[2]
齿形加工是外齿轴套重点工序之一。机床一般
采用弧形模板靠模加工而成或采用数控机床加工和
简易单轴CNC机床加工。太重是在Y3150H和HHC
滚齿机日本机床上改造成CNC简易数控。鼓形齿齿
形加工是以滚齿机垂直刀架与径向进给前后移动复
合运动而成。用滚齿法加工时,滚刀中心轨迹为以M
为圆心的圆弧。所加工出的鼓形齿,在所有垂直于位
移圆R的截面内。齿廓曲线为渐开线,见图4。
(1)滚齿机加工鼓
形齿步骤:第一步,按图纸
要求计算确定发信标高和
总进给量;第二步,将工件
找正夹紧,划出工件中心
线;第三步,以工件中心线
为准,在高度标尺上确定
发信标高;第四步,按直齿
轮要求计算齿轮加工量,
预留1~2 mm余量按直齿
加工;第五步,最后将预留
1~2 mm加上总进给量一次进给,用控制程序完成弧
形加工。
(2)控制程序加工弧形步骤:第一步,首先修
改好专用控制程序,按图纸要求计算进给量;第二
步,校准机床的挂轮配合,复核专用控制程序走刀量
的要求;第三步,将预留的1~2 mm加上总进给量一
次进给;第四步,开动滚齿机,启动专用控制程序,等
待发信;第五步,当滚刀下降到高度标尺上确定的发
信标高时,按动白色发信按钮,绿色信号灯亮,滚齿
机自动加工弧形;第六步,弧形加工完成,绿色信号
灯灭;第七步,待滚刀退出工件,工作台后退,滚刀
上升复位,鼓形齿加工完毕。
(3)齿形加工注意事项:用工作台快速移动电
机启动前必须先关闭控制程序电源开关。
参考文献
[1]《齿轮手册》编委会编.齿轮手册(上册)[M].北京:机械工业
出版社,2000:64-72.
[2]《重型机械标准》编写委员会编.重型机械标准[S].北京:中
国标准出版社,1998:127-136.
[3]《齿轮制造手册》编辑委员会编.齿轮制造手册[M].北京:机
械工业出版社,1997:61-85.
图4鼓形齿加工(责任编辑:苗运平)
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2006年第4期史晓霞,等:鼓形齿联轴器的制造
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发布者：森德尔传动 上传时间:2012-06-04