磨齿齿轮齿根圆角及其凸头滚刀的设计和加工

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磨齿齿轮齿根圆角及其凸头滚刀的设计和加工奄 奄 题 硫 兔 兔


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    # ∀ # ∃ # # ∃ # - 祖 磨齿齿轮齿根圆角及其
凸头滚刀的设计和加工
煤炭科学研究院 上海研究所 褚中庭
采用低碳合金钢进行渗碳淬火，
业对齿面
进行精磨的硬齿面齿轮，
是 目前国 内外齿轮传
动装置中具有最 高承载能力的-种型式 。
我国
引进的西德% & ∋ ( -) ∗ ∗ 、
% & ， -− . ∗
、
英国
/ 0-1 ∗ ∗
、
日本2 1 2 1采煤机、
西德 3 ) ∗刨煤机
等全部采用低碳合全钢、
精磨齿面的齿轮。
苏
联2 ∗
、
. ∗ 年代采煤机齿轮渗碳淬火后不磨齿，
但. ∗ 年代后期随着井下采煤机功率不断增大，
为了进-步提高承载能 力，
亦开始采用磨齿齿
轮。
渗碳淬火硬齿而齿轮 由于齿面硬度 高，
接
触疲劳强度提高很多，
因此齿根弯曲疲劳强度
相对就显得薄弱4
当采用磨齿齿轮后，
齿根过
渡圆角如果产生磨削台阶，
齿根弯曲疲劳强度
相反还会下降。
但当磨 齿齿轮根部设计成不磨
齿根圆角及加大齿根 圆弧，
并采用新刀 具凸头
留磨滚刀 加工，
齿轮的弯曲疲劳寿命将可得到
大幅度的提高。
反而降低，
而使齿轮容易形成-
早期断裂。
目前
国内大多数的磨齿齿轮均采用普通留磨滚刀预
先滚齿，
渗碳淬火后精磨齿面。
齿轮的根部常
磨出台阶或很小的齿根圆角。
如图  所示。
厂 -
丫斌-
5
6
几厂讨-

图 国 内齿轮根部磨 削形状
-、
磨齿齿轮的过渡圆角

7
国内外齿轮齿根磨削现状
8 ∃ # 国 内采煤机齿轮
目前，
磨齿齿轮在大功率采煤机中已有采
用，
例如9
鸡西煤矿机械厂设计生产的0 :)
-
 . ∗ 采煤机 7
煤炭科学院上海研究所设计、
上
海工程机械厂及新力机器厂生产的0& - 1 ∗ 采
煤机 以及西安煤机厂 仿西德的 % & ，-) ∗ ; 采
煤机均采用低碳合金钢渗碳淬火齿轮，
并且精
磨齿而4
但是 目前齿轮设计中对齿根过渡圆角
没有提出特殊要求，
磨齿过程中又忽视齿根圆
角的影响及产生台阶，
致使齿轮弯曲疲劳寿命
图 8。#
9
砂轮刀 痕磨到齿根底径下面-些。
齿根部危险断面上的硬化层 由于磨削烧损及齿
根圆角比原形减小，
导致齿根弯曲疲劳寿命下
降。
图 85 #
9
砂轮刀痕在齿轮根径 上 面-些，
由于存在尖锐磨削台阶，
圆角 半径-般 均 很
小，
因此局部应力集中非常严重，
同时硬化层
亦被破坏损伤，
致使齿根疲劳寿命亦较原形下
降。
8 < # 国外采煤机齿轮
从引进的日本 2 1 2 1 双滚筒采煤机及 英 国
/ 0-1 ∗ 。双滚筒采煤机观察到截煤部摇臂箱 内
的部分齿轮，
特别是惰轮，
齿根部过渡圆角均
很大，
同时未被磨削。
实测 日本采煤机 二 3
的齿轮，
齿根圆角达 > 二 ，
齿表面精加工