如果你詢問(wèn)專家如何設(shè)計(jì)高減速比齒輪，他們一般會(huì)提到蝸輪蝸桿傳動(dòng)。相比蝸輪蝸桿傳動(dòng)，高減速比準(zhǔn)雙曲面驅(qū)動(dòng)具有很多優(yōu)勢(shì)：大輪和小輪都能用鋼制造，大大降低材料成本；跑合磨損、連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)磨損，以及隨之出現(xiàn)的側(cè)隙變大等問(wèn)題都能得到消除。在車間使用高減速比準(zhǔn)雙曲面齒輪也能提升生產(chǎn)效率。和錐齒輪生產(chǎn)一樣，高減速比準(zhǔn)雙曲面齒輪也能完全在閉環(huán)系統(tǒng)中生產(chǎn)。下面將用一個(gè)一級(jí)減速齒輪馬達(dá)作為案例來(lái)展示高減速比雙曲面齒輪在實(shí)際場(chǎng)景中是如何生產(chǎn)的。
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案例：齒輪馬達(dá)
案例是一對(duì)傳動(dòng)比為2：78的齒輪副，其大輪直徑為76 mm，偏置距為21 mm。由于模數(shù)很小（mnm=0.68mm），同時(shí)由于熱處理導(dǎo)致小輪滲碳變形，選擇使用熱處理后的深磨削作為加工工藝。由于深磨削工具具備高性能，同時(shí)支持修整成任何形狀，所以在制造樣品和小批量生產(chǎn)中非常流行。
圖2：打磨好砂輪
磨削
用奧利康G 30錐齒輪磨齒機(jī)進(jìn)行磨削。由于其主軸轉(zhuǎn)速可達(dá)12000rpm, 使得在砂輪直徑只有1.25“的情況下，也能達(dá)到20m/s的合理磨削速度。在對(duì)小模數(shù)齒輪進(jìn)行深磨削時(shí)，工具輪廓頂部的穩(wěn)定性是一大難點(diǎn)。在這個(gè)案例中，刀頂寬不足0.4mm，這對(duì)砂輪而言是一個(gè)挑戰(zhàn)。
圖3：小錐齒輪的磨削
由于采用的是全工序成型設(shè)計(jì)，大輪可用切入的方式加工。由于這些是樣品齒輪，有必要防止硬化層出現(xiàn)熱損傷。即使選用的工藝需要3次循環(huán)，8次修整，對(duì)78個(gè)齒槽進(jìn)行深磨削也只花費(fèi)7分鐘。其中單齒節(jié)距測(cè)量誤差fp總是保持在2um之內(nèi)。
小輪（也可稱為錐渦輪）兩個(gè)齒槽的加工總共用了4次循環(huán)。這樣傳入到小工件的磨削力和熱能都降到盡可能低。砂輪總是在大端切入然后展成到小端。因?yàn)樾《她X槽容量越來(lái)越小，展成速度可逐漸加快。相較于傳統(tǒng)錐齒輪小輪，加工小齒輪時(shí)，工件轉(zhuǎn)動(dòng)了4整圈。該實(shí)例中，小齒輪加工時(shí)間為4.5分鐘。用一個(gè)砂輪可加工450件工件。
圖4：斜面小齒輪的幾何測(cè)量
質(zhì)量評(píng)估
盡管大輪的幾何測(cè)量與普通錐齒輪測(cè)量相當(dāng)，但對(duì)于錐蝸桿的初學(xué)者來(lái)說(shuō)，小齒輪的測(cè)量報(bào)告有點(diǎn)特殊：在網(wǎng)格分辨率足夠高時(shí)（即25X15點(diǎn)），齒輪相對(duì)于參考面的偏心誤差在單個(gè)齒的形貌誤差圖里清晰可見，呈現(xiàn)正弦波形式（見圖5）。這是由于沿著小輪頂部，齒槽有4圈。但如果選擇較低的分辨率（即7X5點(diǎn)），形貌圖偏差則隨機(jī)顯示。因?yàn)槠恼`差會(huì)影響在軸頸方向的所有齒槽，偏心誤差引起的旋轉(zhuǎn)偏差源于波動(dòng)，但是接觸印跡和承載能力實(shí)際上不受測(cè)量出的偏差影響。像往常一樣，平均形貌圖誤差（見圖5）顯示的網(wǎng)格無(wú)波紋。
結(jié)論：
高減速比準(zhǔn)雙曲面齒輪被設(shè)計(jì)和制造出來(lái)用于替代傳統(tǒng)蝸桿傳動(dòng)?；?/span>KIMoS提供的幾何數(shù)據(jù)，閉環(huán)系統(tǒng)保證生產(chǎn)的高精度與錐齒輪相當(dāng)。
