弧線齒輪的設計理論與數控加工方法摘要：齒輪產業是一種技術密集型的產業，它在我們國家已經是機械基礎件之中規模最大的一個行業，即便如此但有些齒輪還是需要進口，對此這就需要對其齒輪設計理論和制造技術進行研究。基于此本文就將重點對其進行分析，以供參考。

關鍵詞：弧線齒輪；設計理論；數控加工方式

引言：

在機械產品之中齒輪是非常重要且基礎的一個零部件，它的發展歷史非常漫長。事實上它的普及是從其加工技術的發展開始的。一般齒輪加工的方式主要有仿形和展成兩種，由于其加工方式的發展也使得其設計理論得到了有效發展。線齒輪是一種新型的齒輪，當下基本被運用在微小傳動領域之中。所以本人試著將其拓展到一些常規傳動之中，對其具體的設計理論和加工方法進行簡要分析。

一、設計理論

弧線齒輪主要包含有主動線和從動線兩種，他們的軸線在同一個平面之中呈現出來的一定角度組成一對傳動副；主動接觸線和從動接觸線會所形成的一空間共軛曲線[1]。

主動接觸線是一條空間圓柱螺旋曲線，其方程為：

在這之中m是螺旋半徑，n是螺旋參數，t是變量。

從動接觸線是一條空間曲線，和主動輪接觸線共軛，其方程為：

在這之中i12是主動輪與從動輪之間的傳動比。

在該齒輪之下，主動線和從動線齒輪的輪齒都依附在輪體上面，極易通過數控機床去加工，也能夠實現批量化的生產。它與傳統齒輪相比較具有良好的互換性，能夠在批量生產的過程中降低成本。另外主動線和從動線齒輪構成個一對傳動副，因此整體結構非常簡單，同時還能夠確保在同一個平面之中進行不同角度的交叉軸傳動，由于主動線齒輪數量最少可以達到1，所以結構整體非常緊湊，能夠有效節省空間。

二、加工方法

（一）工藝規劃

零件加工工藝流程通常就是對零件毛坯的尺寸、形狀以及表面的質量進行改變，使其可以得到一個完整的零件的工藝過程。一般情況下普通零件其加工工藝流程就是先進行粗加工，然后在這樣的基礎上再去進行精加工，接下來進行裝配，再去檢驗和包裝等等。在機械加工工藝之中將這幾種方式的詳細信息進行了說明，包含改變其尺寸、形狀、位置與性質等方面的改變，使其最終變成一個半成品或者是成品。從一定程度上來說，數控加工是目前其制造技術最智能化的一種展現。它和普通的加工相比較，需要重點注意其工藝本身設計的嚴密性以及工藝自身的具體性[2]。想要達到相應的加工目標，就需要重點控制好加工中的每一個細節，比如工件本身圖形的處理、精準的計算以及編程等等。一般加工工藝之中各項工藝的劃分、刀具選取以及刀軌和切削的余量等內容都必須要提前將其寫入到加工程序當中。科學的規劃能夠確保機床和刀具選取的合理性，從根本上提升工件的加工品質，并提升加工的效率，一般在具體制定加工工藝的時候需要遵循：

第一，工序集中。這就是指運用最少的工序將零件加工完成，其工序變少，每一道工序之中的內容增多。在運用這一原則的時候，需要將工件自身的裝夾次數降低，一般都是在一臺機床的一次裝夾之中完成。這樣就可以最大程度上提升其機床的利用率，降低環裝的時間，并降低因為頻繁更換機床而出現定位誤差的問題。在編制一些復雜工件工序的時候需要注重刀具的種類以及每一個工件之間換刀的次數，也就是空行程的時間。最好是運用同一把刀把工件上所有能夠加工的區域全部加工完，然后再去更換其它的刀具。這樣能夠最大程度上降低誤差和加工時間與成本。

第二，基準統一。這里的統一主要就是產品設計、加工以及工藝的基準等等。在這一原則之下能夠降低其加工誤差，同時對夾具設計予以簡化，最大程度上降低工作量。

第三，先進行粗加工，然后細加工。對零件加工流程進行合理安排，并將其粗細分開，可以最大程度上降低加工過程之中的變形誤差，對已經加工的表面形成良好的保護。

第四，對刀具軌跡進行合理規劃。在對復雜工件進行加工的時候，需要在確保加工質量的基礎上，將刀具軌跡路徑縮小，降低磨損，有效節省時間。除此之外，還需要把粗加工過程、換刀、退刀和進刀軌跡路徑上的空行程降低，從而提升加工效率。

在對其工藝進行制定的時候，還需要重點對加工區域的規劃和加工對象的特點進行考慮，也就是以其加工對象的基本特點去分區，然后在各個區域之中運用不同的工藝和方法。如果工件加工表面形狀、尺寸差異比較大的話，就必須要分區加工。

（二）方法

現階段其加工方式主要有車削和銑削兩種，為了去加工一些比較復雜的零件，還有車銑復合加工與數控銑加工。在這之中數控車床主要是加工直線、斜線圓柱以及各類螺紋、蝸桿等工件，數控銑加工中心本身就是一種具有極強功能性的機床，一般主要加工各類曲面、平面、溝槽以及分齒零件等，所以在數控加工之中占有非常重要的地位。

由于當下的零件產品多品種、小批量，生產過程對工序集中化及成本降低又有很高的要求，所以這就誕生了車銑復合加工，它不但是車削和銑削的合并，它還可以通過合成運動進行加工，完全是一種全新的切削理論及技術。這種方式其裝夾次數比較少，同時精度高；工藝鏈非常短，效率極高；同時占用空間小，成本非常低。

三、結束語

總的來說，在嚙合理論之下能夠將其弧線齒輪的主動與從動接觸線的方程確定出來，進一步豐富了其設計理論。另外在對通用數控技術進行研究之后，明確了該類齒輪的基本結構特征，這對于確定基本加工工藝和加工方式來說具有很大的現實意義。

參考文獻：

[1]高