[发明专利]用于大型圆柱齿轮的柔性滚弯成形工艺方法及其装置

说明书

本发明提供一种用于大型圆柱齿轮的柔性滚弯成形工艺方法及其装置，实施步骤为：将齿条置于刚性辊和柔性辊之间；根据齿条的结构参数，计算柔性辊和齿条的中心距；启动升降液压缸驱动上辊沿机架内壁下移对齿条进行预弯曲；使左下辊和右下辊分别以一定的速度做顺时针运动，当齿条的左端和左下辊接触时驱动电机停止运动；使左下辊和右下辊分别以一定的速度做逆时针运动，当齿条的左端和右下辊接触时驱动电机停止运动，完成齿条的整体滚弯成形；启动升降液压缸驱动上辊沿机架内壁上移，待成形齿轮卸载回弹；将待成形的齿轮与圆环焊接成形。本发明通过更换柔性辊的齿轮参数，调节上辊的压下量以及下辊的间距，可制造多种规格的齿轮。

技术领域

本发明涉及滚弯成形技术领域，特别涉及一种用于大型圆柱齿轮的柔性滚弯成形工艺方法及其装置。

背景技术

直齿圆柱齿轮是机车设备、航空航天、船舶工业和石油机械等工程机械中应用极为广泛的重要传动零件。现代工业体系中大型内啮合圆柱齿轮的成形方法主要包括切削加工和精密锻造成形。大型齿轮切削成形依赖于大型加工机床与加工刀具，存在生产成本高、材料利用率低等缺点。大型齿轮精密塑性成形方法存在成形设备吨位高，温控装置能源利用率低，成形方法复杂等问题。当前大型圆柱齿轮加工成形存在成本高、污染严重等众多弊端。

本发明提出一种用于大型圆柱齿轮的柔性滚弯成形工艺方法及其装置成为大型外啮合圆柱齿轮和内啮合齿轮成形制造的新方法。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种用于大型圆柱齿轮的柔性滚弯成形工艺方法及其装置，根据成形齿轮的类型，分别确定上辊和下辊属于柔性辊还是刚性辊，通过调节上辊的压下量以及下辊的间距，使柔性辊与齿条的齿端处于啮合，刚性辊与齿条的非齿端接触，最终减少了齿轮切削加工过程中毛坯件的浪费率，较大程度上提高了齿环的生产效率。

本发明提供了一种用于大型圆柱齿轮的柔性滚弯成形工艺方法，其包括以下步骤：

S1、根据成形齿轮的分度圆参数，计算齿条长度，并将齿条置于刚性辊和柔性辊之间，所述齿条长度的具体表达式如下：

L＝2πd

其中，L为齿条中心线的长度；d为待成形齿轮的分度圆半径；

S2、在步骤S1的基础上，根据齿条的结构参数，计算柔性辊和齿条之间的中心距，并分别确定上辊和下辊的数量，所述中心距的具体表达式如下：

W＝d+h-h_a

其中，W为柔性辊与齿条之间的中心离，h为齿条顶部与齿条底面的距离，h_a为齿条的齿顶高；

S21、若成形齿轮为大型内啮合圆柱齿轮，则将上辊作为柔性辊，下辊作为刚性辊，同时根据左右对称且两个结构相同的上辊与齿条之间的中心距调节位于机架第三安装端的升降液压缸，使上辊沿机架内壁垂直移动获得对应的位置，保证上辊与齿条的齿端处于啮合，下辊与齿条的非齿端接触；

S22、若成形齿轮为大型外啮合圆柱齿轮，则将上辊作为刚性辊，下辊作为柔性辊，同时根据左右对称且两个结构相同的下辊与齿条之间的中心距调节位于机架第三安装端的升降液压缸，使上辊沿机架内壁垂直移动获得对应的位置，保证下辊与齿条的齿端处于啮合，上辊与齿条的非齿端接触；

S3、启动位于机架第三安装端的升降液压缸，使其带动上辊沿机架内壁向下运动，对齿条进行预弯曲；

S4、启动驱动电机，使驱动电机顺时针转动，在主减速器和万向节传动装置的带动下，与三齿轮对称分布式齿轮箱连接的左下辊和右下辊分别以0.5-1mm/s的速度做顺时针旋转运动，当齿条的左端和左下辊接触时驱动电机停止运动；

S5、启动驱动电机，使驱动电机逆时针转动，左下辊和右下辊分别以0.5-1mm/s的速度做逆时针旋转运动，当齿条的左端和右下辊接触时驱动电机停止运动，完成齿条的整体滚弯成形；