1 概述（shù）

      錐齒輪傳動是用於相交軸（zhóu）之間運動和動力的傳動機構。目前錐齒輪加工通常在價格昂貴的專用機床上（shàng）（刨齒機、傘齒機（jī））采用（yòng）展成刨齒加工法加工。

      展成刨齒法每加工一個齒，刨齒刀就（jiù）要脫離"齧合"反向對滾，同時間歇做（zuò）分齒運動，才（cái）能進（jìn）人下一個輪（lún）齒的加工。也就是說要一個輪齒一個輪齒(間歇)地進行加工。

      錐齒輪的加工相對於圓柱齒輪有較大的難度，由於錐齒（chǐ）輪加工是逐齒進行的，且每一輪齒加工時，都要進行分度操（cāo）作，因此其生產效率和加工精度都較低。本文（wén）介紹一（yī）種新的錐齒輪加（jiā）工方法---滾齒加工法。其生產效率和加工精度比現有的加工方法有所提高，可供科（kē）研（yán）及工（gōng）程技術人（rén）員參考。

      2 直齒錐齒（chǐ）輪滾（gǔn）齒加（jiā）工原理

      直齒錐齒輪的滾齒加工方法可（kě）借鑒圓柱齒輪的加（jiā）工方法，利用齒輪（lún）滾（gǔn）刀加工錐齒輪。

      圖1 為滾齒機（jī）加工直齒圓柱齒輪的切削原理圖。圖中1 為齒輪滾刀（dāo），2 為被切齒輪，ωk 為齒輪滾刀的回轉速度，νf 為（wéi）滾刀的垂直進給運動速（sù）度，ωh 為被切齒輪的回轉速度。ωk 和ωh 之（zhī）間有固定的速比關（guān）係。

      若直（zhí）齒圓柱齒輪可以看作分錐角為0°的直齒錐齒輪，兩者的差別（bié）僅為分（fèn）錐角δ及模數的不同，隻要滾齒機也（yě）能附加一個"錐角"，設計可（kě）變模數的滾刀就能進（jìn）行錐齒（chǐ）輪（lún）的加工。由於直齒錐（zhuī）齒輪的分度圓（yuán）錐線是一斜線，那麽可通過兩個直線坐標的變化，形成這條斜線。圖2 顯示了這種方法的運動情況，它（tā）是通過（guò）滾刀的垂直進給運動和被切錐齒（chǐ）輪的水平進給運動的有機結合，形成被切錐齒輪的錐角要求。

      3 可變（biàn）模數滾刀加工直齒錐齒輪的原（yuán）理

      將可變（biàn）模數齒輪（lún）滾刀加工直齒（chǐ）錐齒輪的過程（chéng）看成（chéng）錐齒輪與齒距變化的齒條（tiáo）相齧合，在切齒過程中，將錐（zhuī）齒輪（lún）看成齒數相同、模數值從小端m 小（最（zuì）小值）到大端m 大（dà）（最大值）連續（xù）變化的疊加齒輪，模數不同，對應每一個垂直於軸線的（de）截麵上齒輪的分度圓大小也是連續變化的。設想有一把齒（chǐ）輪滾刀，其模數值也是連續變（biàn）化的（即齒距是（shì）可以連續變化的），對應每一個截麵有一個可以相齧合的齒條，在（zài）滾齒加工中便（biàn）可以連續分度，用展成（chéng）法加工出錐齒輪（lún）。

      4 可（kě）變模數齒輪滾刀的結（jié）構

      可變模數齒輪滾刀亦可（kě）稱可（kě）變齒距齒（chǐ）輪滾刀，其結（jié）構特點是（shì）：安（ān）裝滾刀的心（xīn）軸4 類似外花鍵套，以內孔和鍵槽與傳動軸杆5 配合，用以傳遞扭矩，外圓上有矩形槽，用來安裝滾刀刀齒3，並帶動滾（gǔn）刀刀齒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（yǔ）被加工齒輪的大端模數（shù）成（chéng）比（bǐ）例，齒（chǐ）厚與被加工（gōng）齒（chǐ）輪的小端模數成比例。（見圖3）

      5 滾刀刀齒對應螺距的計算

      現結合實際，設計（jì）滾刀刀（dāo）齒對應的螺距。例如：直齒錐（zhuī）齒輪，m 大=5， m 小=3，滾刀根據平移原理，相當（dāng）於與齒輪相齧合（hé）的齒條刀齒連續不（bú）斷（duàn）的沿軸線方（fāng）向移動，由於齒條刀齒分布在齒距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 的滾刀對應的螺距滾切直齒錐齒輪（lún）時，滾刀沿錐齒輪軸線按一定速度做垂直（zhí）進給運動，若將直齒（chǐ）錐齒輪分度圓錐麵展開可以看出，其分錐距與齒（chǐ）距成線性關係，所以說隻要保證錐齒輪齒距增大（或（huò）減少）與垂直進給（gěi）量成（chéng）比例，加工（gōng）的直齒錐齒輪（lún）就是合格的。刀具的垂直進給量一旦選定，齒輪（lún）滾刀的螺紋套轉速就確定（dìng）了。

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

      切削刃同這個麵的交點用數（shù）字表（biǎo）示，由螺旋線開始中間刀齒用0 表示，位於它（tā）右邊的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（hé），其所示的切削刃（rèn）的位置是齒距為（wéi）T 小時開始（shǐ）切削位置（位於錐齒輪小端），在切（qiē）削過程中，切（qiē）削刃沿軸向（X 向）不斷變化位置，到加工終了時（位（wèi）於錐齒輪大端），切削刃占據了齒距為T 大的位置，圖中切削刃（rèn）的終了位置用1＇，2＇，3＇...7＇ 和-1＇，-2＇，-3＇... -7＇ 表示。點1 位移到1＇ 處移動（dòng）的（de）軸向（xiàng）距離用ΔX 表示，點2 位移（yí）到2＇ 處移動的（de）軸向距離為2ΔX...，點7 移動了7ΔX，具（jù）有規律（lǜ）性，這（zhè）種規律性證（zhèng）明：為了保證滾刀切（qiē）削刃由（yóu）齒距為T 小的螺旋麵移到齒距為T 大的螺（luó）旋（xuán）麵，螺紋（wén）套上的螺紋個數應為（wéi）Z 刀-1個，因中間刀齒位於原點位置不動（dòng），所以這（zhè）個刀齒沒有螺紋，由第1 個刀齒到第7 個刀齒的螺距應分（fèn）別增大1～7 倍。在（zài）車削螺紋套上螺紋時（shí），每段螺紋螺旋入口不可（kě）能都在（zài）理（lǐ）論位置，相（xiàng）當於（yú）附加回轉；此外，螺紋套與刀齒旋合有傳動間隙，必須將螺紋套附加回轉某一角度；而且在滾切（qiē）過程中，無論從大端開始還是從小端開始垂直進給，產生（shēng）的附（fù）加螺（luó）距實際值超（chāo）出理論計算值也必須將螺紋套回轉某一角度（dù）。

      結束語

      本文探（tàn）討了用可變模數滾刀加工直齒（chǐ）錐齒輪的思（sī）路，但是滾刀螺（luó）距的修正係數要（yào）根據各企業（yè）的設備、刀具、加工精度等因素進行調整。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（tào）回轉運動等5個運動的關係，分（fèn）別求出他們的掛輪公式。根據機床、工件材料、刀具確（què）定合理的切削速度等綜合因素是保證滾齒加工錐齒輪（lún）成功的（de）重要條件。