圆柱齿轮测绘的方法研究与实践

孙鹏

齿轮在机械传动及整个机械领域中应用广泛。齿轮一般成对更换使用，但是优于特殊情况也不得不进行测绘加工，而测绘的目的是根据实物确定制造时所需要的尺寸和参数，同时也可以根据齿轮啮合的规律计算出齿轮的参数进行验算。本文通过生产实例研究圆柱齿轮的测绘和计算，进一步学习和了解圆柱齿轮的测绘方法、计算过程和验算办法。

背景：某公司购置一台日本MAKINO牧野二手铣床，该铣床所有电机均被拆卸掉，经现场检查该铣床主轴齿轮丢失，设备存在一个齿轮不能确定与哪个轴上的齿轮啮合，现需要对该设备进行维修和数控改造，摆在面前的难题主要是确定已知齿轮啮合位置及根据主轴已知齿轮及安装位置设计加工与之齿合的齿轮。

分析：首先要对设备进行检查，测绘主轴缺失齿轮与之啮合齿轮的主要参数，其次对不确定位置的齿轮进行测绘和验算。通过测绘已知的齿轮，找出原设计数据，主要有模数m、刀具齿形角a、外径等，这些参数有些可以直接测量，而有些需要进行计算确定，并且不同国家、不同工厂采取的啮合制不一样参数也不一样，所以测绘和计算是一个比较复杂的工作，特别是缺失另一个配件或者是磨损严重的，对测绘工作就更加困难，进而会影响加工后的齿輪的啮合以及传动精度。存在的主要难点：是确定齿轮是公制还是英制。那么公制齿轮与英制齿轮主要有什么区别呢，经查阅机械设计手册主要存在以下区别：

1.公制齿轮用模数表示齿形大小，英制齿轮用径节表示。

2.标准公制齿轮压力角为20度，标准英制齿轮压力角为15度。

3.公制齿轮齿形显得较为矮胖，英制齿轮齿形显得较为高瘦。

解决方案：首先确定齿轮是公制还是英制齿轮，通过用齿形卡板、滚刀试滚等方法确定，经测量已知齿轮属于公制齿轮。

再测量其他参数并根据公式进行计算和验证：

首先查阅机械加工手册

对齿轮齿数，齿顶圆直径，两个齿轮啮合之间的中心距进行初步测量。获得以下数据：

1、已知齿轮1齿数为48，齿顶圆直径d=125mm，齿轮1与齿轮2之间的中心距为a=97.5mm，根据以上信息求齿轮2的各项参数。

解：根据题意，两个啮合的齿轮模数相同，根据模数公式

得即齿轮2的齿数为30

齿顶圆直径da=（z+2）m=（30+2）x2.5=80mm

经测量齿轮2，齿数为30，齿顶圆直径为79.8mm，验证符合1

2、已知齿轮1齿数为39，齿顶圆直径为123.5mm，齿轮1距离顶端距离为85mm，120mm孔距离顶端距离为195mm，齿轮2通过孔与齿轮1啮合，现求齿轮2的各项参数。

按照计算参数设计齿轮2并加工，安装调试后齿轮啮合正常，运行平稳，设备能够正常使用。

结语：本文通过生产实际，研究解决问题进一步学习了齿轮的测绘方法和技巧，当然测绘齿轮属于标准的齿轮，未涉及变位和斜齿轮，相对减轻了设计困难和加工难度。