CN101920362B - 利用卧式车床加工法向直廓圆柱蜗杆的方法 - Google Patents

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利用卧式车床加工法向直廓圆柱蜗杆的方法，它涉及一种法向直廓圆柱蜗杆的方法。本发明为解决法向直廓圆柱蜗杆在卧式车床上无法加工的问题。方法：步骤一、改变卧式车床挂轮箱中齿轮组的齿数来实现螺距的改变；步骤二、采用旋转刀杆（4）加工法向直廓圆柱蜗杆；步骤三、为保证蜗杆法向剖面上的齿形是梯形，首先使刀刃平面与螺旋线的法面平行，再将刀刃平面绕着刀杆自身轴向中心（I-I）旋转导程角（γ），同时前刀刃应与斜线（N-N）平行。本发明方法用于加工法向直廓圆柱蜗杆。

Description

利用卧式车床加工法向直廓圆柱蜗杆的方法
技术领域
本发明涉及一种法向直廓圆柱蜗杆的方法。
背景技术
法向直廓圆柱蜗杆也称延伸渐开线蜗杆，在轴线剖面上齿廓为外凸曲线，在法向剖面上具有直线齿廓，常用来做机床的多头精密蜗杆，效率可达0.9。而普通的卧式车床上加工的一般为阿基米德圆柱蜗杆，它在轴线剖面上齿廓为直线齿廓，在法向剖面上具有外凸曲线（见图三）这种蜗杆加工方便，应用广泛，但导程角大时加工困难，因此一般用于头数少，载荷较小，低速或不太重要的传动；加工阿基米德圆柱蜗杆时，它的模数是标准的，应为蜗杆的轴向模数（端面模数），蜗杆模数m值见表1。目前，我公司生产的汽轮机机组上采用的蜗杆为阿基米德圆柱蜗杆，其缺点是齿面磨损较快、传动效率低。作为汽轮机机组盘车机上的重要部件，法向直廓圆柱蜗杆以其传动效率高、传动精度高取代阿基米德圆柱蜗杆是科技发展的必然趋势。目前，法向直廓圆柱蜗杆国内还未有加工，国外加工法向直廓圆柱蜗杆采用数控机床，这不仅制约了我国电力技术的发展，同时也增加了汽轮机机组的制造成本。
发明内容
本发明的目的是为解决法向直廓圆柱蜗杆在卧式车床上无法加工的问题，提供了一种利用卧式车床加工法向直廓圆柱蜗杆的方法。
本发明方法是通过以下步骤实现的：
步骤一、改变卧式车床挂轮箱中齿轮组的齿数来实现螺距的改变：卧式车床轴向螺距与法向直廓圆柱蜗杆轴向螺距是不相等的，为使卧式车床轴向螺距与法向直廓圆柱蜗杆轴向螺距相等，首先，应改变卧式车床挂轮箱中齿轮组的齿数，以改变挂轮箱的传动比i，卧式车床的挂轮箱中有三个直齿圆柱齿轮，分别是主动轮、从动轮和介轮，改变前各齿轮参数为：主动轮的齿数为Z1、从动轮的齿数为Z2、介轮的齿数为Z3；改变后各齿轮参数为：主动轮的齿数为Z4、从动轮的齿数为Z5、介轮的齿数为Z6；公知常识可知：一台卧式车床的原有轴向螺距P1及其传动比i1与卧式车床要改变的轴向螺距P2及其传动比i2是成正比的，即P1/i1=P2/i2，又由于i1=Z1/Z2是已知的，P1为卧式车床原有的轴向螺距也是已知的，P2为法向直廓圆柱蜗杆的轴向螺距也是已知的，由此计算出i2，又由于i2=Z4/Z5，由此计算出改变后主动轮的齿数Z4和从动轮的齿数Z5；
步骤二、采用旋转刀杆加工法向直廓圆柱蜗杆；
步骤三、为保证蜗杆法向剖面上的齿形是梯形，首先使刀刃平面与螺旋线的法面平行，再将刀刃平面绕着刀杆自身轴向中心旋转导程角，同时前刀刃应与斜线平行。
本发明的优点是：一、本发明根据法向直廓圆柱蜗杆轴向螺距改变卧式车床挂轮箱中齿轮组的齿数，使得法向直廓圆柱蜗杆在卧式车床上也能加工，解决了法向直廓圆柱蜗杆无法利用卧式车床加工的问题。二、本发明是我公司完全自主试验研制出的技术，此项技术的研制成功，促进国内发电技术的发展，摆脱国外公司的控制和制约，减少对国外公司的依赖，提升我们国家自主生产制造发电设备的能力，拓展了我国发电设备制造行业自主发展的空间。同时缩短了生产制造周期，降低了汽轮机机组的生产制造成本，生产制造成本降低了5％～10％。
附图说明
图1是卧式车床加工阿基米德圆柱蜗杆时，挂轮箱中齿轮组的主动轮1、从动轮2和介轮3啮合的位置关系示意图；图2是卧式车床加工法向直廓圆柱蜗杆时，挂轮箱中齿轮组的主动轮1、从动轮2和介轮3啮合的位置关系示意图；图3是卧式车床加工阿基米德圆柱蜗杆时，车刀刀刃平面通过蜗杆轴线，前刀刃平行于蜗杆的轴线的示意图；图4是图3的左视图；图5是图3的N-N剖视图；图6是图3的A-A剖视图（蜗杆在轴向上的剖面是梯形）；图7是卧式车床加工法向直廓圆柱蜗杆时，车刀刀刃平面绕着刀杆自身轴线I-I旋转γ角，同时前刀刃K平行于M-M的示意图；图8是图7的左视图；图9是图7的B-B剖视图；图10是图7的M-M剖视图；图11是旋转刀杆4的结构主视图；图12是利用本发明加工的法向直廓圆柱蜗杆的结构主视图；图13是法向直廓圆柱蜗杆的轴向齿形图；图14是法向直廓圆柱蜗杆的法向齿形图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1～图10说明本实施方式，本实施方式是通过以下步骤实现的：
步骤一、改变卧式车床挂轮箱中齿轮组的齿数来实现螺距的改变：卧式车床轴向螺距与法向直廓圆柱蜗杆轴向螺距是不相等的，为使卧式车床轴向螺距与法向直廓圆柱蜗杆轴向螺距相等，首先，应改变卧式车床挂轮箱中齿轮组的齿数，以改变挂轮箱的传动比i，卧式车床的挂轮箱中有三个直齿圆柱齿轮，分别是主动轮1、从动轮2和介轮3，改变前各齿轮参数为：主动轮1的齿数为Z1、从动轮2的齿数为Z2、介轮3的齿数为Z3；改变后各齿轮参数为：主动轮1的齿数为Z4、从动轮2的齿数为Z5、介轮3的齿数为Z6；公知常识可知：一台卧式车床的原有轴向螺距P1及其传动比i1与卧式车床要改变的轴向螺距P2及其传动比i2是成正比的，即P1/i1=P2/i2，又由于i1=Z1/Z2是已知的，由机械原理我们知道介轮在计算传动比中不起作用，P1为卧式车床原有的轴向螺距也是已知的，P2为法向直廓圆柱蜗杆的轴向螺距也是已知的，由此计算出i2，又由于i2=Z4/Z5，由此计算出改变后主动轮1的齿数Z4和从动轮2的齿数Z5；
步骤二、采用旋转刀杆4加工法向直廓圆柱蜗杆；
步骤三、为保证蜗杆法向剖面上的齿形是梯形，首先使刀刃平面与螺旋线的法面平行，再将刀刃平面绕着刀杆自身轴向中心I-I旋转导程角γ，同时前刀刃应与斜线N-N平行。
具体实施方式二：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式的步骤二中的旋转刀杆4上设有旋转刻度4-1。使刀头在旋转时达到准确计量刻度值。其它步骤与具体实施方式一相同。
本发明的应用实例：现采用C620卧式车床加工法向直廓圆柱蜗杆，C620车床轴向螺距P1=9.42，模数m=3，其挂轮箱中齿轮组各项参数见表1：
表1：
  主动轮Z1 从动轮Z2 介轮Z3
模数m 1.75 1.75 1.75
齿数Z 64 97 100
压力角α 20° 20° 20°
内孔花键 φ28+0.02×φ23×6 φ28+0.02×φ23×6 φ38+0.02×φ33×6
齿轮宽度 40-0.2 40-0.2 40-0.2
所要加工的法向直廓圆柱蜗杆的轴向螺距P2=9.60、法向模数mn=3、头数Z=3、分度圆柱导程角γ=10°57＇50＂，法向直廓圆柱蜗杆的端面模数m=3×cosγ=3.055777，
将Z1=64、Z2=97代入i1=Z1/Z2中，得：i1=0.65979，
将P1、P2、i1代入P1/i1=P2/i2中，得：9.42/0.65979=9.60/i2，i2=0.6724=6724/10000=1681/2500≈168/250=84/125=Z4/Z5，由此得出改变后挂轮箱中主动轮的齿数Z4=84、从动轮的齿数Z5=125，由于介轮在计算传动比中不起作用，介轮只是起个连接作用，因此，介轮的分度圆直径只要能与主动轮和从动轮相切，再根据分度圆直径确定介轮齿数，在本应用实例中介轮的齿数Z6为64，改变后挂轮箱中齿轮组各项参数见表2：
表2：
  主动轮Z4 从动轮Z5 介轮Z6
模数m 1.75 1.75 1.75
齿数Z 84 125 64
压力角α 20° 20° 20°
内孔花键 φ28+0.02×φ23×6 φ28+0.02×φ23×6 φ38+0.02×φ33×6
齿轮宽度 40-0.2 40-0.2 40-0.2
将Z4=125替换Z1=64、Z5=84替换Z2=97、Z6=64替换Z3=100，采用主动轮的齿数Z4=125、从动轮的齿数Z5=84、介轮的齿数Z6=64加工的法向直廓圆柱蜗杆轴向螺距P2即为9.60。
利用本发明方法使得法向直廓圆柱蜗杆能够在卧式车床上完成。解决了法向直廓圆柱蜗杆在卧式车床上无法加工的难题，攻克了法向直廓圆柱蜗杆在卧式车床上无法加工的现状，保证了法向直廓圆柱蜗杆加工质量。 

Claims (2)

1.一种利用卧式车床加工法向直廓圆柱蜗杆的方法，其特征在于：所述方法是通过以下步骤实现的：
步骤一、改变卧式车床挂轮箱中齿轮组的齿数来实现螺距的改变：卧式车床轴向螺距与法向直廓圆柱蜗杆轴向螺距是不相等的，为使卧式车床轴向螺距与法向直廓圆柱蜗杆轴向螺距相等，首先，应改变卧式车床挂轮箱中齿轮组的齿数，以改变挂轮箱的传动比i，卧式车床的挂轮箱中有三个直齿圆柱齿轮，分别是主动轮(1)、从动轮(2)和介轮(3)，改变前各齿轮参数为：主动轮(1)的齿数为Z1、从动轮(2)的齿数为Z2、介轮(3)的齿数为Z3；改变后各齿轮参数为：主动轮(1)的齿数为Z4、从动轮(2)的齿数为Z5、介轮(3)的齿数为Z6；公知常识可知：一台卧式车床的原有轴向螺距P1及其传动比i1与卧式车床要改变的轴向螺距P2及其传动比i2是成正比的，即P1/i1＝P2/i2，又由于i1＝Z1/Z2是已知的，P1为卧式车床原有的轴向螺距也是已知的，P2为法向直廓圆柱蜗杆的轴向螺距也是已知的，由此计算出i2，又由于i2＝Z4/Z5，由此计算出改变后主动轮(1)的齿数Z4和从动轮(2)的齿数Z5；
步骤二、采用旋转刀杆(4)加工法向直廓圆柱蜗杆；
步骤三、为保证蜗杆法向剖面上的齿形是梯形，首先使刀刃平面与螺旋线的法面平行，再将刀刃平面绕着刀杆自身轴向中心(I-I)旋转导程角(γ)，同时前刀刃应与蜗杆法线(N-N)平行。
2.根据权利要求1所述利用卧式车床加工法向直廓圆柱蜗杆的方法，其特征在于：步骤二中的旋转刀杆(4)上设有旋转刻度(4-1)。 
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