T6216C 落地镗床滑座变速箱的改进
2018-8-13 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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