大型内齿轮加工的技术现状与发展趋势.docxVIP

胡占齐崔云起李玉昆王娟燕山大学摘 胡占齐 崔云起 李玉昆 王 娟 燕山大学 摘 要：分析了现有内齿轮加工技术的特点，指出了大型内齿轮加工中存在的主要技术问题，在此基础上，展 望了大型内齿轮加工技术的发展趋势，并提出，研究高精度磨齿加工技术及高效磨具以及开发经济的大型内齿轮 滚切加工技术及刀具是发展大型内齿轮制造技术的两条可行的技术路线。 关键词：大型内齿轮， 加工技术， 球形滚刀， 展成法， 仿形法 !#$%’()# *+,+-. ,%/ 01’2)%( !3%/. 4 5)( 6%+3%,’ 7,3 8,%-4,#+-3)%( () *+,-./ 0)/ 1)-./ 2/ 1)3)- ! #$ 9:.+3,#+：4+5 56/78/-9 :+,;,:85;/78/:7 = /-85;-, 95,; ?,-)=,:8);/-9 85:+-9@ /7 ,-,@A5B C D,/- 85:+-/:, E;F5?7 /- F/9 /-85;-, 95,; ?,-)=,:8);/-9 ,;5 E/-85B )8，,-B 8+5 8;5-B = F/9 /-85;-, 95,; ?,-)=,:8);/-9 /7 E;5B/:85B C G8 /7 E;E75B 8+,8 ;5H 75,;:+/-9 +/9+ E;5:/7/- 95,; 9;/-B/-9 85:+-/.)5 ,-B 5==/:/5-8 9;/-B/-9 87，,7 I5 ,7 B5J5E/-9 5:-?/:, F/9 /-85;-, 95,; +FF/-9 85:+-/.)5 ,-B 87 ,;5 8I E77/F5 85:+-/:, E,8+7 8 B5J5E 8+5 F/9 /-85;-, 95,; ?,-)=,:8);/-9 85:+-9@ C ;=3/.：F/9 /-85;-, 95,;， ?,:+/-/-9 85:+-9@， 7E+5;/:, +F， 95-5;,8/-9 ?58+B， /?/8,8/-9 ?58+B 价格却占到设备总成本的 ! M 以上。此外，国际上 大型内齿轮刀具的加工原理都是基于仿形原理，其 加工精度受到很大限制。 本文通过综合分析现有内齿轮制造技术的概况 和特点，指出了大型内齿轮制造技术的发展趋势，可 为大型内齿轮制造理论的研究和产品开发提供参 考。 引言 行星减速机是诸如磨煤机、斗轮挖掘机、矿井提 升机、辊压机和大型船闸等许多重要技术装备的关 键部件，而大型内齿轮则是行星减速机的核心零件 之一［%］。当内齿轮的直径或模数增大到超过一定限 度时，由于缺乏适当的制造技术，就不得不在这些设 备中代之以性能较差的外齿轮减速机。另一方面， 随着机械技术的发展，出现了一些带有内齿零件的 新型机械传动部件以及包含非渐开线齿形或螺旋齿 内齿轮的先进传动机构，例如，盾构机中的大型驱动 轴承的内环、内啮合超环面蜗杆传动机构中的圆柱 面、圆锥面螺旋齿内齿轮等。对于这些新型传动机 构，由于缺乏相应的制造技术支持，使其研究仅仅局 限于理论层面。采用特种加工方法虽然可以实现内 齿斜齿轮的加工，但仅限于尺寸较小的直纹面内齿 轮［K］。为了使这些新技术具有实际应用的可能性， 就必须研究和开发新的内齿轮（特别是大型内齿轮） 的制造理论和实际可行的工艺方法。 通常，大型内齿轮是指模数 %% 以上，分度圆 直径 % L ! 米以上的内齿轮。目前，世界上只有少数 几个国家具有大型内齿轮加工能力，因此，在国际市 场上大型行星减速机价格昂贵，例如，我国某重型机 器厂曾进口大型行星减速机为某港口设备配套，虽 然该减速机的吨位还不到设备总重量的 % M ，但其 内齿轮齿形制造技术 ? 齿形加工是内齿轮制造技术的关键环节。按照 齿轮廓形的形成机理，齿形加工方法可分为仿形法、 展成法和无瞬心包络法三大类。这三类加工方法的 区别在于所使用的刀具和切削运动不同，相应加工 设备的复杂程度、齿形的加工精度和加工效率也不 同。 （%）仿形法 仿形法是目前加工大型直齿内齿轮齿形较常用 的方法。按照仿形法原理工作的刀具其齿形与被切 齿轮齿槽的形状完全相同，在切削过程中，刀具齿形 与被切齿轮齿槽的各相应点完全重合。用于仿形法 加工的刀具主要有盘形铣刀和指形铣刀两种，其原 理在相关文献中多有论述，在此不再重复。 用仿形法加工内齿轮的经济加工精度只能达到 N 级，这一方面是由于仿形法加工刀具是成套供应 的，由于刀具数量的限制，模数相同、齿数在一定范 围内的齿轮只能用同一把刀具加工，因此加工的齿 形误差较大；另一方面，齿距精度取决于滚齿机的分 齿运动精度，而仿形法加工过程中同时工作的刀齿 !国家自然科学基金资助项目（项目编号：!#$!%） 收稿日期：’ 年 %% 月 %工 具 技 术数