螺旋锥齿轮切_磨齿技术的发展及面临的挑战_刘小龙
数控螺旋锥齿轮磨齿机技术
数控螺旋锥齿轮磨齿机技术规格1、机床用途及基本要求：1.1、φ1m数控螺旋锥齿轮磨齿机磨削螺旋锥齿轮设备，此机床采用展成法加工Gleason制弧齿锥齿轮，具备Gleason齿制的收缩齿和等高齿的加工功能，可加工成对啮合的盘齿轮、轴齿轮。
磨齿机适合对强化热处理后的零件进行高精度磨削加工。
机床结构成熟可靠，机床具有足够的静、动刚度，热稳定性和长期的精度保持性，机床具有良好的静态和动态精度。
机床设计和制造技术采用成熟可靠的技术，机床外观设计简洁、实用，并符合工厂使用要求。
机床伺服系统全部采用西门子执行元件，其精度高、可靠性好、抗干扰能力强、响应速度快。
机床设计具备良好的操作性，容易维修，符合工厂安全要求。
机床售后服务良好、在公司内设立培训中心及备件库，对于客户的机床售后问题，公司可在24 内进行响应。
机床采用全封闭式防护的防护罩，适用于长期、连续、高效率的加工，由于采用全封闭式防护设计对机床周围环境的的影响极小。
机床设计制造完全符合《GB15760-2004金属切削机床安全防护通用技术条件》标准。
1.2、加工材质及硬度：材质：渗碳（氮）钢如（17Cr2Ni2Mo、17CrNi3Mo、20CrMnTi）、42CrMo、ZG250～500等黑色金属硬度：调质处理HB200～340渗碳及淬火HRC58～621.3、验收加工典型零件：验收的零件由双方在机床加工精度和加工范围内协商确定。
1.3.1、盘齿轮1.3.2、轴齿轮2、机床使用环境：5.1 机床部件的结构、功能及性能详细描述。
YK20100型全数控螺旋锥齿轮磨齿机是七轴五联动全数控弧齿加工机床，机床采用展成法加工弧齿锥齿轮。
机床防护采用全封闭式结构。
机床配有独立的磨削油冷却过滤系统，高效的油雾收集装置（空气净化装置）及集中润滑系统，同时还带有余量分配规。
机床磨削精度达到锥齿轮和准双曲面齿轮精度标准5级精度的各项技术指标（GB5级），齿面粗糙度为Ra0.8。
螺旋锥齿轮加工机床发展综述
２ Ｂ ｏ ｕＬｇｔ ｎ ｕｔ ｏａ ｏ ａ Ｔ ｃ ｎｃｌ ｏ ｅｅ ａｔｕＩｎ ｒ ｎｏ ａ０ ４ ３ ，Ｃ ｉａ ． ａｔ ｉ ｄ ｓｙＶ ｃｔ ｎｌ ｅｈ ｉ ｌ ｇ ，Ｂ ｏ ｅ ｇｌ １０ ５ ｈｎ ） ｏ ｈＩ ｒ ｉ ａＣ ｌ ｏ ｎ Ｍｏ ｉ
螺旋 锥 齿轮 加工 机 床发 展 综述
李强 ，宿 宝龙 ，闰洪波 ，王瑞清
（．内蒙古科技 大学机械 工程 学院 ，内蒙 古 包头 ０４ １ ； １ １００ ２ ．包头轻 工职 业技 术 学院机 电工程 系，内蒙古 包头 ０ ４ ３ ） １ ０ ５
摘要 ：总结了螺旋锥齿轮加工机床 由机械摇台式到全数控式的演变历史 ，重点关 注新技术 、薪理论在 机床变革 中的应
２１ ０ ２年 ４月
机床 与液压
ＭＡＣＨＩ ＮＥ Ｔ０ＯＬ ＆ ＨＹＤＲＡＵＬＩ ＣＳ
Ａｐ ．２ ２ ｒ ０１ Ｖｏ． ０ Ｎｏ ８ １４ ．
第４ ０卷 第 ８ 期
ＤＯ ：１ ． ９ ９ ｊ ｉ ｎ １ ０ Ｉ ０ ３ ６ ／ ．ｓ ． ０ １—３ ８ ． ０ ２ ０ ． ５ ｓ ８ １２ １． ８０ ７
１１ ９ ３年 ，美 国 格 里 森 公 司 （ ｌ ｓｎＷｏ ｓ 的 Ｇｅ ｏ ｒ ） ａ ｋ
线偏置 的准双 曲面齿 轮并进行 了理论研究 。轴线偏置 可 以提高小轮强度 ，齿轮副 的重合度也 明显增加 ，这 些优点使得该种齿轮成为锥齿 轮中的重要类 型。１２ ９５ 年 ，格里森公 司 生产 出可 以加工 准 双 曲面锥 齿轮 的 Ｎ ．６ ｏ １Ｈ型机床 。１２ ９ ６年 ，美 国福特汽 车公司成 为世 界上第一家在 其 汽车上 使 用准 双 曲面齿 轮 的汽 车公
螺旋锥齿轮的开发用计算机技术淘汰试切法
螺旋锥齿轮的开发用计算机技术淘汰试切法作者：谢华锟译来源：《工具展望》计算机技术已经触及了我们生活的所有领域，从获取机票、购买商品到接受医疗咨询等。
这一变化同样对制造业产生了巨大影响，加工技术的改进导致产品质量不断提高，价格持续下降。
然而在齿轮制造业，螺旋锥齿轮的轮齿接触区检测这一关键工序相对而言却变化很小。
开发一个新产品的螺旋锥齿轮副，其试切开发过程需耗时几个月，花费数千美元。
为了以更低价格的产品来增加全球竞争力，锥齿轮成为实现下一代计算机化制造的一个主要目标。
为了应对这一挑战，Arrow齿轮公司已经实现了螺旋锥齿轮开发方式的更新换代，从而开辟了一个新纪元。
本文将提供锥齿轮开发的一些基本信息以及Arrow公司为了获得最好的质量，同时降低开发费用所采用的具体程序和工艺技术。
接触区和齿轮位移的基本概念接触区形态是螺旋锥齿轮设计的一个关键特性。
简单地说，接触区就是当齿轮旋转进入啮合直至脱离啮合期间，轮齿相互接触的区域。
接触区采用以下步骤进行检测：在轮齿上涂覆一层专用的标记化合物，然后在一台检验机上啮合运行。
目视观察到化合物被破坏的区域就是接触区，需要由经验丰富的检验人员来解释观察到的结果。
为了将接触检测结果归档，可以用胶带纸贴在齿面上，再将接触印痕转印在纸上。
当一个齿轮被安装在齿轮箱里，并提供动力使其按指定用途运转时，齿轮轮齿上承受着各种不同的压力或载荷，包括箱体变形、轴承运动和温度变化等。
当轮齿承受这些变化时，接触区形态也将随之发生变化。
同一齿轮在非常轻的载荷下和非常重的载荷下接触区的形态不同。
有一个常用的经验法则：载荷越大，接触区也越大。
在下列情况下，接触区形态显得十分重要：对于在载荷下正常工作的齿轮，接触区必须具有一定形状并处于一定位置。
一般来说，承载下的理想轮齿接触区应位于齿面中间部位，避免在齿面边缘接触。
在齿轮箱工作状态下评估齿轮接触区形态时，需要考虑的另一个关键问题是齿轮的位移。
许多齿轮箱在运行时，齿轮及齿轮轴并不保持在一个固定的原始方位上。
螺旋锥齿轮数控铣齿加工的电子齿轮箱设计
第23卷第1期重庆科技学院学报（自然科学版）2021年2月螺旋锥齿轮数控铳齿加工的电子齿轮箱设计何晓凤（安徽机电职业技术学院机械工程学院，安徽芜湖241000）摘要:螺旋锥齿轮是结构和形状很复杂的传动元件。
针对数控系统在螺旋锥齿轮数控铳齿加工方面存在的问题，通过分析螺旋锥齿轮加工方法和铳齿加工中轴的运动关系，设计了一种适应螺旋锥齿轮数控铳齿加工的电子齿轮箱'介绍了电子齿轮箱的结构、控制加工原理和硬件平台设计,以及以刀倾法加工小轮并对加工质量进行检测的情况。
加工试验与质量检测结果表明，采用设计的电子齿轮箱控制准双曲面螺旋锥齿轮小轮加工，能够实现设计的精度要求。
关键词:螺旋锥齿轮；数控铳齿；电子齿轮箱；加工精度中图分类号:TG547文献标识码：A文章编号：1673-1980（2021）01-0054-04螺旋锥齿轮的承载能力强、传动效率高、传动比稳定、噪音小、耐磨损、寿命长，而且其结构紧凑，节能省料，节省安装空间，因此应用广泛。
根据齿面节线的不同，螺旋锥齿轮可分为圆弧齿锥齿轮、延伸外摆线齿锥齿轮、锥渐开线齿锥齿轮等;根据其齿高来划分,则有等高制和收缩制等类型。
与圆柱齿轮和其他圆锥齿轮相比,螺旋锥齿轮的结构更为复杂，因此其加工难度也更大。
国际上通用的齿制有美国的Gleeson（格里森）制、瑞士的Oerlikon（奥利康）制和德国的IKingelnberg（克林贝格）制。
在螺旋锥齿轮的数控铳齿机方面，目前仍以Gleason数控系统和德国Siemens!西门子）数控系统为主导。
我国自主研发的螺旋锥齿轮铳齿机床，机械本体部分与Oerik kon机床类似，数控系统则以Siemens系统为主。
在数控系统开发方面，影响螺旋锥齿轮加工精度的主要是电子齿轮箱技术。
本次研究，针对奇瑞汽车上使用的螺旋锥齿轮加工问题，设计了一种电子齿轮箱。
1关于螺旋锥齿轮的加工方法齿轮的加工方式主要有滚、插、铳、刨、剃、磨、研及压力成形等。
螺旋圆锥齿轮行业市场现状分析及未来三到五年发展趋势报告
螺旋圆锥齿轮行业市场现状分析及未来三到五年发展趋势报告Analysis of the Current Market Situation and Future Development Trends of the Spiral Bevel Gear Industry:Introduction:The spiral bevel gear industry plays a crucial role in various sectors, including automotive, aerospace, and industrial machinery. This article aims to provide an analysis of the current market situation and future development trends of the spiral bevel gear industry for the next three to five years.Current Market Situation:1. Growing Demand: The demand for spiral bevel gears has been steadily increasing due to the rising production of automobiles, aircraft, and industrial machinery. Moreover, the need for precision and high-performance gears has further fueled the demand in various sectors.2. Technological Advancements: The industry has witnessedsignificant technological advancements, such ascomputer-aided design (CAD), computer-aided manufacturing (CAM), and advanced machining techniques. These advancements have improved the precision, efficiency, and durability of spiral bevel gears, making them more desirable for end-users.3. Market Competition: The spiral bevel gear market is highly competitive, with several key players dominating the industry. These companies focus on product innovation, quality improvement, and cost reduction to gain a competitive edge. Additionally, the market is characterized by mergers, acquisitions, and collaborations to expand the product portfolio and market reach.4. Regulatory Environment: The industry is subject to various regulations and standards related to quality control, safety, and environmental sustainability. Manufacturers need to comply with these regulations to ensure market acceptance and customer satisfaction.Future Development Trends:1. Increasing Demand for Electric Vehicles: The growingdemand for electric vehicles (EVs) is expected to drive the demand for spiral bevel gears. These gears are crucial components in EV transmissions, ensuring smooth power transmission and efficient performance. As the EV market expands, the demand for spiral bevel gears will witness substantial growth.2. Adoption of Industry 4.0 Technologies: The spiral bevel gear industry is gradually adopting Industry 4.0 technologies, such as automation, artificial intelligence, and data analytics. These technologies enable efficient production processes, predictive maintenance, and real-time monitoring, leading to improved productivity and cost savings.3. Focus on Lightweight Materials: The industry is witnessing a shift towards lightweight materials, such as carbon fiber composites and aluminum alloys, to improve fuel efficiency and reduce emissions. Manufacturers are investing in research and development to produce lightweight spiral bevel gears without compromising strength and durability.4. Increasing Emphasis on Sustainability: Environmentalsustainability has become a key focus for industries worldwide. In the spiral bevel gear industry, manufacturers are adopting sustainable practices, such as energy-efficient manufacturing processes, waste reduction, and recycling initiatives. This trend is driven by both regulatory requirements and consumer preferences for eco-friendly products.Conclusion:The spiral bevel gear industry is experiencing steady growth due to increasing demand, technological advancements, and market competition. The future of the industry looks promising, with the emergence of new opportunities driven by the demand for electric vehicles, adoption of Industry 4.0 technologies, focus on lightweight materials, and increasing emphasis on sustainability. Manufacturers need to stay updated with these trends and invest in research and development to maintain a competitive edge in the market.中文回答：螺旋圆锥齿轮行业市场现状分析及未来三到五年发展趋势报告：引言：螺旋圆锥齿轮行业在汽车、航空航天和工业机械等各个领域都起着至关重要的作用。
螺旋锥齿轮干切加工技术研究
生
产 强 场。
螺旋 锥齿轮 干切加 工技术研 究
摘 要 ：干切加工是 未来金属切 削加 工发展趋势 之一。近年来 ，特 别是 工业 发达国家 ，非常重视 干
式切 削 ，为 了贯彻环境 保护政策 ，更是大力研究开 发和 实施这种 新型加 工方法 。本 文针对４ ７ １ 等 ５ Ｅ Ｈ 高齿 制产 品 ，通过优化产品设计 、材料质量控制 、加工过程调整及试验 ，实现了 目标产 品干切 加工工
产应用考核 ，并在提高加工效率、提升产品质量 、降
低 制造 成 本 方面取 得 了阶段 性 成果 。
的推 广应 用 也得 益于 当前 工具 及其 相 关技 术 的发展 。 螺旋 锥齿 轮 干切 过程 要 求应 用 刀具具 备优 良的抗
冲击性和高温耐磨性 ，这需要几方面性能匹配。
１ 影 响 螺旋 锥 齿轮 干切 齿稳定 实现 的
处理 变 形。试 验 要 求毛坯 锻造 后 采用 等温 退 火工 艺 ，
同涂层材料 获得 的刀具性能差别很 大，这 需要经过
试 验确 定 。 ｄ刀具 刃磨 ：包括 一盘 刀条精 度 一 致性 、 刃 口直 ． 线 度 、倒钝 以及 微 观裂 纹缺 陷容 差 。
ｅ 刀具安 装 与调 整。 ．
（ ４）刀具 刃磨
为 提 高 刀 具 使 用 寿 命 ，设 计 尽 量 遵 循 最 大 刀 尖
圆角半径 、刀顶 宽 占齿槽 宽度８ ％ 以上、最终实际 ０
／ 的精 切 刀项 宽大 于 １ｍｍ的原则 。产 品 设计 结 果 ＪＴ ｎ
如 表 １ 。
２３ 工件 材料 控 制 ．
（ ） １ 材料一般要求
一
根据图纸设计要求准备毛坯材料。公司后桥齿轮
螺旋锥齿轮市场分析报告
螺旋锥齿轮市场分析报告1.引言1.1 概述螺旋锥齿轮作为一种重要的传动装置，在工业领域具有广泛的应用。
它的独特设计和高效性能使得螺旋锥齿轮在各种机械设备中发挥着关键作用。
本报告旨在对螺旋锥齿轮市场进行深入分析，从定义和特点、市场现状分析以及发展趋势预测等方面进行全面解读，为相关行业和企业提供市场情报和发展方向。
通过对螺旋锥齿轮市场的研究，我们将探讨市场机遇和挑战，并提出相应的建议和展望，以期为读者带来全面的市场认识和决策参考。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以包括以下要点：文章结构部分将解释整篇文章的结构和内容安排，包括各个章节的主要内容和重点论述。
具体来说，可以介绍文章包含以下内容：1. 引言部分：介绍螺旋锥齿轮市场分析报告的背景和意义，概述本次分析报告的基本情况和研究范围。
同时说明本次报告的写作目的和意义，为读者提供整体把握。
2. 正文部分：分为螺旋锥齿轮的定义和特点、市场现状分析和市场发展趋势预测三个子部分。
首先介绍螺旋锥齿轮的基本定义和特点，然后对目前市场现状进行分析，包括市场规模、市场主要参与者和市场竞争情况，最后针对市场发展趋势进行预测和分析。
3. 结论部分：包括市场机遇与挑战、建议与展望以及总结三个子部分。
对市场机遇与挑战进行分析和总结，提出相关建议和展望，最后总结本次报告的主要内容和结论。
以上为文章结构部分的概要内容，通过清晰的安排和逻辑性的连接，读者能够更好地理解整篇文章的内容和主题。
1.3 目的本报告的目的是对螺旋锥齿轮市场进行全面分析，了解其市场现状和发展趋势。
通过对市场的研究，我们旨在为相关行业提供有益的市场信息和发展建议，帮助企业制定更加有效的市场策略，把握市场机遇，应对市场挑战，实现可持续发展。
同时，本报告还旨在为投资者提供参考，助其进行理性的投资决策。
通过对螺旋锥齿轮市场的全面分析，我们希望为相关利益相关方提供有用的信息和见解，推动行业的健康发展。
1.4 总结总结:通过对螺旋锥齿轮市场的深入分析，我们可以看到螺旋锥齿轮具有独特的设计和特点，适用于许多工业领域。
螺旋圆锥齿轮市场分析报告
螺旋圆锥齿轮市场分析报告1.引言1.1 概述在螺旋圆锥齿轮市场分析报告的概述部分，我们将介绍螺旋圆锥齿轮的定义和特点，以及对市场现状和未来发展趋势的分析。
螺旋圆锥齿轮是一种常见的传动元件，具有高效、低噪音、大扭矩传递等特点，广泛应用于汽车、机床、航空航天等领域。
通过对该市场的深入分析，我们将为读者提供清晰全面的螺旋圆锥齿轮市场洞察，以及未来发展的建议和展望。
1.2 文章结构文章结构部分主要是对整篇文章的组织和内容进行概述和规划。
首先介绍了整篇文章的大纲和目录结构，以便读者能够清晰了解文章内容的组成部分。
其次，对于每个章节的主要内容进行简要说明，包括引言、正文和结论部分的重点内容和目的。
最后，提出了本文的结构安排和预期效果，帮助读者更好地理解文章内容和阅读重点。
文章1.3 目的:本报告的目的是对螺旋圆锥齿轮市场进行全面深入的分析，为相关企业和机构提供市场情况的了解和发展趋势的展望。
通过对市场现状的分析和对未来发展趋势的预测，帮助企业制定合理的市场战略和决策，提高竞争力。
同时，也旨在为相关从业人员和研究者提供参考，促进行业的健康发展。
1.4 总结:在本报告中，我们对螺旋圆锥齿轮市场进行了全面的分析和展望。
通过对市场现状的深入探讨，我们了解到螺旋圆锥齿轮具有较高的传动效率和静音性能，因此在机械传动领域具有广阔的应用前景。
同时，我们也对市场发展趋势进行了展望，认为随着工业自动化和智能化的发展，螺旋圆锥齿轮市场将迎来更大的发展机遇。
综合以上分析，我们对螺旋圆锥齿轮市场的未来发展充满信心。
我们建议在生产和销售过程中，加强技术创新和产品品质管理，以满足不断增长的市场需求。
相信在不久的将来，螺旋圆锥齿轮市场将迎来更加繁荣和兴旺的发展。
2.正文2.1 螺旋圆锥齿轮的定义及特点螺旋圆锥齿轮是一种传动装置，它由螺旋齿轮和圆锥齿轮组成，具有许多特点。
首先，螺旋圆锥齿轮的齿轮啮合角度小，齿轮齿面渐开线，这使得传动时齿轮具有较大的重叠系数，传动平稳，噪音小。
螺旋锥齿轮工艺设计
摘要螺旋锥齿轮作为机械工业中传递相交轴或相错轴回转运动的重要基础元件,具有重迭系数大、承载能力高、运转平稳、噪音低等优点,因此广泛应用在各种高速、重载的机械传动中。
由于其啮合原理比较复杂,导致了螺旋锥齿轮加工理论和检测技术也非常复杂。
随着计算机技术、数字控制技术、数字测量技术的飞速发展,为实现螺旋锥齿轮集加工与测量于一体的闭环控制提供了可能。
国外的齿轮测量中心虽然可以得到螺旋锥齿轮实际齿面上的几何信息,但价格昂贵,技术封锁。
与国外相比,国内的研究起步晚,齿面测量技术相对落后,因此对螺旋锥齿轮的在线检测技术的研究显得尤为重要。
本文根据螺旋锥齿轮的啮合原理和切齿原理,建立了以机床加工调整参数为基础的螺旋锥齿轮的齿面方程,同时利用旋转投影法对理论齿面进行测量网格划分,通过编写MATLAB语言程序求解了各个测量节点的理论坐标值。
并根据这些坐标值构造出齿面模型,为在线检测提供理论参照值及检测目标,是后续检测工作的基础；对螺旋锥齿轮的齿面数据采集方法进行了研究,包括测头的选择、坐标变换理论以及路径规划等方面,为保证测量的顺利进行,详细的分析了测头的路径规划方法及测头和测杆的避障方法,全方位对齿面数据采集过程加以分析。
关键词螺旋锥齿轮齿面测量数据采集实现方案AbstractSpiral bevel gear, as the machinery industry in the intersecting or staggered axes rotary motion relative to the basis of the important components, with the advantages of overlap coefficient, high carrying capacity, smooth operation, low noise. Therefore it is widely used in various high-speed, heavy mechanical transmission areas. Because of its complex meshing theory, led to processing theory and measurement techniques is also very complex. With the rapid development of computer technology, digital controlKey words:Spiral Bevel Gears Tooth Surface Measuring Data Collection Implementation Program目录目录 (3)摘要 (1)ABSTRACT (2)绪论 (4)1.1数控工业的发展 (4)1.2螺旋锥齿轮的历史 (5)1.3选题的目的和意义 (13)1.4螺旋锥 (14)螺旋锥齿轮加工工艺 (17)3.1毛培的选择和质量要求 (17)3.2加工工艺流程 (19)3.2.1热前主齿工艺 (20)3.2.2热前被齿工艺 (20)3.2.3热处理工艺 (20)3.2.4 热后工艺 (21)LGMAZAK机床数据 (24)螺旋锥齿轮接触区的认识和调整 (27)研齿工艺 (37)6.1研齿工艺的研究 (37)6.1.1 螺旋锥齿轮研齿原理 (37)6.1.2 研齿机的基本运动 (38)6.1.3 研齿效率的主要影响因素 (39)6.1.4 研齿工艺要点 (41)6.2格里森研齿机床数据 (42)6.2.1概述 (42)6.2.2机床坐标轴的配置和标识 (44)6.2.3研磨剂系统 (46)6.2.4 TURBO研磨工艺的物理原理 (47)6.2.5 机床的运作 (48)6.2.6 毛刺与凹痕的影响 (48)6.2.7 研磨循环的诸要素 (49)结束语 (51)致谢 (52)参考文献 (53)绪论1.1数控工业的发展我国数控机床的发展已经经历了40个年头，但是由于种种原因，造成我国数控机床水平低、质量差，缺乏市场竞争力，这就对我国数控机床的发展产生了严重的冲击，造成这一局面的主要问题如下：一、我国数控技术的发展战略与策略趋于保守而缺乏灵活；二、产业结构不合理：1、我国数控机床生产厂规模大、职工多、效益差；2、专业化生产体系没有形成、配套体系不完整；3、支持数控产业的支撑体系还没有形成；4、生产集中度差。
螺旋锥齿轮切、磨齿技术的发展及面临的挑战
齿轮的应用前景广阔，众所周知 ，奥利康机床
是 以加工摆 线 等高齿螺 旋锥 齿轮 和准 双 曲面 齿 轮而 闻名 于世 ，几乎是 家 喻户 晓 ，事 实上我 国
从五十年代就开始采用奥利康摆线等高齿加工
・
５ ・ ４
綦齿传动
２ １年第 １ ００ 期
技术 ，主要用于汽车 、拖拉机和机械等领域 ， 但由于我国当时工业还不发达 ，处于十分落后
的状 态 ．所 以 只有少 数 工厂拥有 为数不 多的几
齿锥齿轮普遍采用格里森收缩齿。近年来 ，随 着我国汽车工业的不断发展 ，逐步从美国、德 国、法国、意大利和Ｅ本等引进了不少汽车技 ｔ 术 ，尤其是欧洲国家的一些汽车后桥螺旋锥齿 轮多数采用摆线等高齿 ，再加上现在奥利康机
床 的价格与 同类 机床相 比已不 相上下 ，所 以近
台奥利康设备 ， 产品也很单一 ， 后来 随着我国 机械工业的发展 ， 机床行业选定了当时苏联的
螺旋锥齿轮加工设备来加工格里森圆弧锥齿轮 和准双 曲面锥齿 轮 。因为 当时奥 利康机 床 的精
度 和 技 术 复 杂 程 度都 很 高 ，所 以选 用难 度 很
机 和数 控磨 齿机 加 工 ，大 大提 高了螺旋锥 齿轮 的制造 质 量 。本 文介绍 了螺 旋锥 齿轮切 、磨 齿技 术
的发 展 慨 况 以及 磨 齿技术 面临的挑 战 。
关 键词 ：螺 旋锥 齿轮
切齿
磨齿
技 术发展
１ 螺旋锥 齿轮切 齿技术的发展概 述
随 着世 界汽 车工业 的发展 ，汽 车齿轮 的加 工技 术首 先经 历 变革 ，在汽 车 圆弧收 缩齿 轮领 域 全 球各 大公 司最早 使 用五 刀法切 削螺 旋锥 齿
螺旋锥齿轮数字化制造过程关键技术概述
螺旋锥齿轮数字化制造过程关键技术概述螺旋锥齿轮应用广泛，但随着工业发展，对其制造精度的要求也越来越高，目前齿面误差可达0.005mm，传统的加工方法由于质量不稳定、精度低、一致性差、效率低等原因，正逐步被先进的螺旋锥齿轮数字化加工技术所取代。
齿面的数字化加工过程中涉及到的关键技术包括：螺旋锥齿轮数字化建模、印痕数字化模拟仿真、加工参数的智能获取和调整以及数字化检测技术等。
标签：螺旋锥齿轮；数字化；加工；检测1 概述1.1 螺旋锥齿轮加工技术发展趋势传统的螺旋锥齿轮加工方法通常是首先按照图纸要求加工大轮，然后通过磨齿调整小轮的齿面进行啮合试验直至印痕区符合图纸要求，其加工方法中主要的缺点包括：（1）加工效率低：印痕调整的过程较为复杂，对操作者的技能要求比较高，往往要根据印痕的实际情况和加工经验确定调整参数，调整周期长。
加工程序不能固化，每次加工都需要重新调整。
尤其不能满足如现代工业多型号、小批量的发展趋势。
（2）加工精度低：依靠操作人员的经验和技能很难稳定的制造出高精度的零件，而且这种方式不符合现代化加工技术的发展趋势。
（3）齿面不统一：传统的螺旋锥齿轮为配对加工，在使用过程中如其中一个齿轮报废，则相配齿轮通常情况下也同时报废，因为不同批次加工同件号零件的齿面不同。
目前欧美发达国家应用较为广泛的是螺旋锥齿轮的数字化加工方法且应用的已经很成熟，该技术有高效率、高合格率和高精度以及较好的精度稳定性和一致性等优点，能够避免传统加工方法产生的弊端，目前，我国螺旋锥齿轮的数字化加工技术正在逐步取代传统的加工方法。
1.2 螺旋锥齿轮数字化加工过程关键技术螺旋锥齿轮数字化加工的目标是实现齿轮的设计[1]、制造[2]和检测[3]整个过程协同，以实现螺旋锥齿轮的高效、高精度制造技术，螺旋锥齿轮数字化加工具体过程：根据图纸建模-模拟仿真得到印痕-得到加工参数-加工零件-测量实际齿面-与标准齿轮齿面进行比较-调整加工参数-分析比较印痕-调整加工参数-反复调整直至得到合格印痕。
螺旋锥齿轮珩齿技术的研究与珩磨轮的优化设计
ｔ ｌ， ｙａｊｓ ｎ ｈ ｉ ａ ｃ ｏ ｔｅｃｎａｔ ｏｎ ｆ ｉ ｈｃｎ ｓ ｏｔｅａ ｉ ｏ ｏ ｉ ｅｌ ｈ ｉｅ Ｂ ｄｕｔ ｔｅｄｓ ｎ ｅｆ ｍ ｈ ｏ ｔｃ ｐ ｉｔ ｔ ｏ ｅ ｘｓ ｆ ｎｎ ｗｈ ｅ，ｔｅ ｃ ｉ ｇ ｔ ｒ ｏｐ ｃ ｔ ｈ ｈ ｇ
维普资讯
第３卷 第 １ １ 期
２ ０ 年 ２月 ０７
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文 章 编 号 ：６３０ ９ （０ ７ ０ —０ ００ １７ —２ １２ ０ ｝ １０ ５ —５
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ａ ｅ ｉ ｎ ｍｅ ｈ ｄ ｏ ｏ — ｅ ｐ ｎ ｉｕ ａ ｉｃ ｏ ｅｏ ｈ ｏ ｉ ｇ ｗｈ ｅ ｒ ｓ ｎ ｅ ｎ ｔ ｉ ａ — ｓ ｒ ｃ ： ｄ ｓｇ ｔ ｏ ｆｎ ｎ ｐ ｒ ｅ ｄ ｃ ｌｒｐ ｔ ｈ ｃ ｎ ｆ ｅ ｈ ｎ ｎ ｅ ｌ ｓｐ ｅ ｅ ｔｄ ｉ ｈ ｓ ｒ ｔ ｉ
螺旋锥齿轮的现代加工方法及其探讨
螺旋锥齿轮的现代加工方法及其探讨摘要：螺旋锥齿轮本身是一种以稳定的传动比平稳、低噪声驱动的传动部件。
它具有传动效率高、承载能力强、电弧重叠系数大、传动比稳定等优点。
通过弧齿锥齿轮加工工艺以及对加工质量的探索，希望能为后续研究提供一些参考。
关键词：螺旋锥齿轮；加工方法；措施前言螺旋锥齿轮的齿面为弧形，并且每一个点的螺旋角都是在变化的，所以加工的质量不够的稳定，进而成为机械制造中的一大难题。
所以，深入的了解螺旋锥齿轮的加工工艺，分析螺旋锥齿轮的加工质量，对于螺旋锥齿轮的了解有着重要意义。
1螺旋锥齿轮的主要加工方法分析螺旋锥齿轮适用于非平行轴之间的传动，具有重叠系数高、结构紧凑、负载能力强、传动相对平稳、可以实现较大的传动比等优势，因此被广泛的应用到汽车、舰船、石油钻探、矿山机械、重载武器、航空航天等装备动力驱动系统中。
在全球工业快速发展的时代，螺旋锥齿轮作为传动系统中的主体部分，仍被视作机械系统中不可或缺的传动零件。
螺旋锥齿轮是通过齿面接触实现动力传递，因此齿面的几何特征决定了螺旋锥齿轮的传动性能。
从理论上讲，螺旋锥齿轮的两齿面在完全共轭的情况下其承载能力最大且没有传动误差，但是在实际的加工制造与安装过程中存在一定的误差，因此实际采用的是螺旋锥齿轮齿面的局部共轭接触，即齿轮副接触瞬时，两个齿面理论上只在一点（该点弹性变形形成局部接触区域）满足共轭接触条件。
螺旋锥齿轮的主要加工方法是基于产形轮与被加工齿轮的共轭啮合原理进行端铣法加工，根据螺旋锥齿轮的加工原理与切齿方法，可以将其分为格里森的弧齿锥齿轮、原奥利康和克林贝尔的摆线齿锥齿轮。
目前螺旋锥齿轮加工主要是在全数控铣齿机上完成，在加工过程中为实现所加工的齿轮齿面是局部共轭接触，需要计算铣齿机床的调整参数、刀具参数以及接触区特性参数之间的非线性不定特性，这就使螺旋锥齿轮的切齿调整参数计算与齿面接触区误差修正非常复杂，此外还要求参与加工制造的工作人员要有相对较好的专业技能与操作技能。
螺旋锥齿轮切齿调整方法研究
螺旋锥齿轮是传递相交轴或交错轴运动的重要零件，它的传动特点重合度高、承载能力强、传递平稳、噪音小，广泛用于交通、机械、机床等行业，尤其是汽车前后桥。
在近几年新能源汽车迅猛发展的背景下，对螺旋锥齿轮传递运动的精准性和平稳性提出了更高的要求。
随着CNC 技术的发展，美国格里森公司研发的数控切齿机PHOENIX Ⅱ600HC 极大地提高了切齿效率，提升了齿部精度和齿形的一致性。
1 切齿工艺螺旋锥齿轮是按照“假想平顶齿轮”切齿原理进行加工的。
这个假想平顶齿轮的轮齿表面是由铣刀盘刀片切削刃的运动轨迹代替，在这个运动过程中，代表假想齿轮轮齿的刀片切削刃在被切齿轮的齿坯上逐渐切出齿形[1]。
目前，北京北齿（黄骅）有限公司所使用的PHOENIX Ⅱ 600HC 切齿机使用全工序加工法，即在成形法一次完成大轮两面切削的基础上，对小轮使用展成法实现两面同时加工，切齿过程实现准干切，且加工效率及加工精度显著提高，可实现热处理后磨齿。
PHOENIX Ⅱ 600HC 铣齿机主要技术规格，如表1所示。
表1 PHOENIX Ⅱ 600HC 铣齿机主要技术规格机床项目规格模数2～13齿面宽/mm 110最大齿轮节圆直径/mm600齿数范围1～2000刀盘最大直径/mm508现以北京北齿（黄骅）有限公司某新能源客车齿轮被齿为例进行跟踪，其切齿是在PHOENIX Ⅱ 600HC 机床加工，工件模数10.7，齿数比9/44，刀盘直径12’，铣齿后在GLEASON 650GMS 上测量齿形如图1所示。
（北京北齿（黄骅）有限公司，沧州 061000）摘 要：针对螺旋锥齿轮热处理后齿面压力角和螺旋角误差导致的磨齿齿面余量不均匀问题，对热处理后齿面变形进行跟踪，并在切齿工序对齿面压力角和螺旋角进行预补偿，分别使用机床比例反调和GLEASON 650GMS 测量仪反调单两种方式对齿面螺旋角和压力角进行调整，并跟踪验证两种调整方式的实验结果。
关键词：热处理 螺旋角 压力角 调整 切齿凸面：螺旋角误差0.45’；压力角误差-1.52’；凹面：螺旋角误差5.78’；压力角误差2.69’图1 在GLEASON 650GMS 上测量齿形2 热处理后齿形跟踪此产品热处理使用的设备为AiCheLin 连续炉。
数控铣床增加螺旋锥齿轮简易数控磨齿装置
数控铣床增加螺旋锥齿轮简易数控磨齿装置
刘鹄然
【期刊名称】《机械工业自动化》
【年(卷),期】1999(021)001
【摘要】本文在普通数控铣床上增加一套简易装置，用于螺旋锥齿轮和准双曲面齿轮的磨齿。
【总页数】2页(P54-55)
【作者】刘鹄然
【作者单位】长沙铁道学院
【正文语种】中文
【中图分类】TG596.023
【相关文献】
1.数控简易铣齿装置上加工螺旋锥齿轮的变性半展成法 [J], 樊宁;刘鹄然
2.在数控磨齿机上螺旋锥齿轮及准双曲齿轮刀倾半展成法的实现 [J], 刘鸪然
3.螺旋锥齿轮简易数控铣齿装置 [J], 刘鹄然;王向军
4.全球最大全数控螺旋锥齿轮磨齿机YK20160问世 [J],
5.在螺旋锥齿轮数控磨齿机上磨成形法加工的齿轮 [J], 舒卫真;CHAN C Y;黄晓宇因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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一对锥齿轮副通常采用这些方法的组合 , 被 切齿轮的粗 、 精切要分开 , 而且小轮的凹 、 凸面精切也要分开进行 , 采用 固定安装法时 ,
大 、 小轮的切齿要分五道工序在五台机床上
分别完成 , 而在奥利康机床上加工摆线等高
齿 , 只需在两台机床上一次装夹完成 , 没有
粗精切之分 , 因而加工方法简单 。
面所述 , 等 高齿设计 的锥齿轮比收缩齿设计
项目 五刀法 法
全 工序 序 圆弧 弧 一般 般 较强 强 较好 好
端面滚切 切 外摆线 线
两刀法 法
全工序干切 切 圆弧 弧 一般 般 较强 较好 好
端面滚干切 切 外 摆线 线 比承 载能力 力
等高齿 设计 的该系列齿轮接触强度 比收缩齿设计提高 左右
等高齿设计 的该系列齿轮弯 曲强度 比收缩齿设计差 。
生产效率高 由于奥利康摆线等高齿是 “连续分度法 ”
加工 , 在切齿过程中传统的机床 摇台和工 件 没有像 “断续分度法 ” 那样 大约 左 右 的空行程 时间 浪 费 , 同 时 也减 少 了机 床 的磨损 , 由于加工一对奥利康摆线等高齿 只需要 台机床 , 而加工一对格里森圆弧收
上升外 , 其余两组速比的齿轮因强度平衡系
数为负值 , 即大轮强化过多 , 分别降低 和 , 因而大轮弯 曲强度略有提高 , 而 和 , 小轮弯 曲应力系数分别上升
因而小轮弯 曲强度下降的幅度比大轮弯 曲强 度提高的幅度更大 , 另因强度平衡系数为负
值 , 故在弯 曲强度方面等高齿设计较之于收 缩齿设计弱 。 于是可以得出如下结论 等高齿设计 的该系列齿轮噪声会 比 收缩齿设计低 , 降噪效果明显
切齿机床上都能实现格里森和奥利康两种不
口 二 之 ` “
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,
图
端面铁削法
图
端面滚削法
格里森公司也在
世纪
年代冲破传 的尖 刀盘仅用于粗
所 以在汽 车行业螺旋锥 齿轮 的大批量 生产 中 , 还一直没有采用磨齿工艺 , 而只能在航
统的铲磨式刀头结构 , 开发 了称为 齿式刀头的刀盘 , 而当时 切工序 和全 工序 切齿 法
齿技术的发展慨况以及磨齿技术面临的挑 战 。
关键词 螺旋锥齿轮 切齿 磨齿 技术发展 康公司经过两年的探索又成功的发 明了奥利 康研齿技术 , 这种技术通过一台研齿机床 , 螺旋锥齿轮切齿技术的发展概述 随着世界汽车工业的发展 , 汽车齿轮的
加工技术首先经历 变革 , 在汽车圆弧收缩齿
轮领域全球各大公司最早使用五刀法切削螺
奥利康摆线等阉划助沸啮 轮的优点
加工原理正确可以获得理论上 的 正确 啮合 由于奥利康摆线等高齿采用了假想平面
齿轮 的原理加工 , 被切 或磨 螺旋锥齿轮和准
缩齿需要
台机床才能完成 , 因而生产效率
可以成倍提高 , 另外 , 采用奥利康机床加工
摆线等高齿锥齿轮 , 当其 中一台机床 出现故 障 , 另一 台机床可 以继续工作 , 不会造成全 线卡壳停产的现象 , 这对组织生产非常有利 。
。压力角原设计 计 总重叠系数 数 强度平衡系数 数 小轮弯曲应力系数 。 大轮弯曲应力系数 吼
小轮接触应力系数 。 了 仍反 玛
“ 压力角收缩齿设计 计 , 瓜夕 夕 产 路
。压力角等高齿设计 计 了 一 尹 了 么李 万 彩
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大轮接触应力系数 乙
召 以 叹
了
设备价格 , 从而使国内格里森设备的数量远
远多于奥利康设备 , 因而国内的弧齿锥齿轮
普遍采用格里森收缩齿 。近年来 , 随着我 国
曲面齿轮而闻名于世 , 几乎是家喻户晓 , 事 实上我 国从五十年代就开始采用奥利康摆线
等高齿加 工技术 , 主要用于汽车 、 拖拉机和
汽车工业 的不断发展 , 逐步从美 国 、 德 国 、
业洛克威尔公司在新建的工厂里全部采用等
在螺旋锥齿轮的加工朝着高效切削发展 的同时 , 汽车后桥 的噪音 问题一直 困绕着制 造商 , 于是在 年 , 美国福特公司和奥利
污染的干切工艺 。 未来螺旋锥齿轮和准双 曲面 齿轮 切 齿技术的发展趋势
奥利康摆线等高齿螺旋锥齿轮和准双 曲 面齿轮的应用前景广 阔 , 众所周知 , 奥利康 机床是 以加工摆线等高齿螺旋锥齿轮和准双
玛
从表 中可 以看出 经三组具有代表性 的 该系列桥齿轮的计算 , 在相同齿形参数下
双曲面锥齿轮的面锥角 、 节锥角和根锥角完全
是相等的 , 所以面锥母线 、 节锥母线和根锥母 线也完全平行 , 切 磨 齿的时候 , 刀盘 或 砂轮 轴线既垂直于被切齿轮的节锥母线又垂 直于根锥母线 , 所 以不会产生加工圆弧收缩齿
精度 、 强度 、 寿命 、 机床调整 、 刀具 、 切齿
效率及应用范围等方面均各有所长 , 近年来 ,
同样也可 以加工这两种不同齿型的螺旋锥齿 轮 , 从使用的切齿刀具来看 , 早在 式条状刀头 , 即
刀盘
随着
均推 出了
技术的发展 , 格里森和奥利康公司
切齿机床 , 使得在各 自的
年代奥利康 公司就开发采用 了不铲磨 的尖齿 刀盘 , 简称为
加工调整计算变得准确和简单 。
大轮弯 曲应力系数除
一组速 比的齿轮
加工方法简单 众所周知 , 加工格里森圆弧 收缩齿锥齿
轮有 四种基本方法 , 即双面切削法 、 单面回 转法 、 单面法和固定安装法 , 在此基础上派 生出三种单配法 、 展成法 、 成形发 、 螺旋成
形法 、 双重双面法和统一刀盘法等 。 要加工
低等众多优 点而 在全球汽 车领域被普遍采
为 了解决切齿时刀具冷却不畅带来的刀 具损坏 问题 , 轮干切 高了
为
年奥利康公司又在德 国大 机床 , 使其生产效率提
众公司和美国通用公司研制成功 了螺旋锥齿 无冷却液 , 同时齿轮精度 也有所提高
的准双 曲面齿轮为例 , 如采用圆弧
并且降低了刀具成本 , 比如以一对大轮直径 收缩齿 、 固定安装法加工 , 需要五台机床 、 五次装卸 , 每对齿轮累积生产 时间为 分钟 , 而采用摆线等高齿两刀法干式切削 , 只需一次装夹 , 分钟便可完成 , 对于大 批量生产来说这将是极大的效率提高 , 因而
那样的刀号修正问题 , 从而可以获得理论上的 正确啮合 , 不但大大简化了刀具 , 也使齿轮的
①等高齿轮设计重叠系数比原收缩齿设计分
别提高 、 和 , 从而使传
动更加平稳 , 因而可以肯定等高齿设计的该
系列齿轮噪声会比收缩齿设计低 , 降噪效果
明显
②接触 应力 系数分别下 降
、
和 , 因而可 以肯定等高齿设计 的该系列齿轮接触强度会提高 左右 ③
法国 、意大利和 日本等引进了不少汽车技术 , 尤其是欧洲国家的一些汽车后桥螺旋锥齿轮 多数采用摆线等高齿 , 再加上现在奥利康机 床 的价格 与同类机床相比己不相上下 , 所 以 近年来我国齿轮行业进 口奥利康设备逐渐增
多 , 其产 品在设计 、 加工和制造方面的优越 性逐渐体现出来 。
机械等领域 , 但 由于我国当时工业还不发达 ,
表层 , 齿与齿咬合均匀 , 齿面共扼性好 , 噪 声低 , 且价格低廉 , 从而大大地解决 了汽车
后桥齿轮噪声 问题 , 从此研齿工艺成为世界 汽车行业后桥螺旋锥齿轮普遍采用 的热后工 艺。
奥利康 公司发明了连续切削的 “摆线等高齿 螺旋锥齿轮 ”, 该齿轮切削只需要两台切削机 床 , 就可 以实现大小轮在一次装夹下 , 粗 、 精加工一次完成 , 摆线等高齿螺旋锥齿轮切 齿技术诞生后 以其 齿轮传动强度高 、 噪声对 接触区的敏感性低 、 加工效率高 、 生产成本
众所周知 , 美国格里森 公司的圆弧齿螺
旋锥齿轮齿制和瑞士奥利康 公司的延伸外摆 线螺旋锥齿轮齿制一直是螺旋锥齿轮和准双 曲面齿轮两种主要齿制 , 这两种齿制在齿型 、
图
, 又可采用连续分齿的端面滚削法 , 即生产延
, 反之 ,
伸 外摆 线等 高齿 的螺 旋锥 齿轮 图
奥利康公司开发生产 的
等
切齿机上 世纪 型
且是一次装夹从车坯到切齿成形 , 这样被切 齿轮凹面和 凸面之间不存在相互跳动误差 ,
度 、 噪声 、 生产效率和加工成本上具有独一
无二的优势 , 因而它在汽车领域 的使用越来 越广泛 , 代表着未来螺旋锥齿轮和准双曲面 齿轮切齿技术的发展趋势 。表 五刀法加工螺旋锥齿轮的特性对 比 两刀法与
因而分度误差小 , 加工精度高 。 另外 , 如前
处于十分落后的状态 , 所以只有少数工厂拥
有为数不 多的几台奥利康设备 , 产 品也很单 一 , 后来随着我 国机械工业的发展 , 机床行 业选定了当时苏联的螺旋锥齿轮加工设备来
加工格里森圆弧锥齿轮和准双曲面锥齿轮 ,
因为当时奥利康机床 的精度和技术复杂程度 都很高 , 所 以选用难度很大 , 年中美建
一对齿轮经过研磨剂或研磨膏作用 , 两个齿
轮相互研磨出来 , 这样的齿轮没有破坏硬壳
旋锥齿轮 , 该方法加工每对螺旋锥齿轮需要 台机床 , 即小轮粗切 、 小轮精切凹面 、 小
轮精切凸面 、 大轮 粗切和大轮精切 , 由于该 方法对机床数量要求多 , 且工序多 、 调机时 间长 , 故效率相对较低 。 二次世界大战后瑞士
国外大公司 , 像通用 、 大众 、 福特 、 丹纳 以 及丰田 、 本 田等都开始大量采用这种绿色无
用 。许 多原来采用五刀法加工收缩齿螺旋锥 齿轮 的工厂纷纷改用两刀法加工摆线等高齿 螺旋锥齿轮 , 如 两刀法等高齿加工
高齿制 。
德 国大众公司原来使用的 美国最大 的车桥生产企