1 引言
在港口裝卸設備中，進口設備占有很大的比例。進口設備具有承載能力大，操作簡便，運行平穩(wěn)，耐用等一系列優(yōu)點，但進口設備的配件價格昂貴，供貨期長，加之外國機械設備更新?lián)Q代過快，給國內維修進口設備采購配件造成了很大的困難。例如，我們港有幾臺日本產住友UC－25型輪胎式起重機的行走傳動系統(tǒng)中一對英制大模數(shù)錐齒輪損壞了，購買國外的配件不僅價格昂貴，而且供貨周期太長，嚴重影響設備的維修和及時投產使用。國內一般機械制造廠沒有大模數(shù)錐齒輪刨齒機，無法加工；一些重型機器廠雖有大模數(shù)錐齒輪刨齒機，但供貨時間太長，而且要價過高。為此我們根據設計制造錐齒輪的展成原理及其傳動的幾何尺寸參數(shù)計算，對已破損的大模數(shù)錐齒輪大端進行了測繪，計算出大模數(shù)錐齒輪各部幾何參數(shù)。用這些參數(shù)先做成木型，再鑄成金屬鋁模型，用金屬鋁模型進行精密鑄造。加工好內花鍵孔后，裝在螺旋銑齒機上，進行配對研磨修正齒形。經實測完全達到了進口配件的技術性能，及時解決了維修時大模數(shù)錐齒輪配件供應的難題。
現(xiàn)將我們的做法簡介出來，供同行們參考。
2 錐齒輪的測量與計算
由于設備上拆卸下來的錐齒輪已經損壞，但該齒輪大端并未磨損，齒形的外輪廓完整，這就給實際測繪與計算帶來方便。
2.1 錐齒部分實測數(shù)據
齒數(shù)：齒輪Z1=17，齒輪Z2=21；軸交角90°；齒頂圓直徑：Φｚ1=269.30mm，Φｚ2=312mm頂錐角Φｅ1=44°30′， Φｅ2=56°30′，齒高h=33.4mm齒形角α=20°齒寬B=76mm。
2.2 參數(shù)的計算數(shù)據
模數(shù)m=14.51 齒高h=33.38mm
冠齒齒數(shù)：ZＫ=27.02 外錐距：ｌｅ=196.03mm
節(jié)錐角：Φ1=38°59′ Φ2=51°01′
齒頂角：θ =4°14′ 齒根角：γ=5°30′
頂錐角：Φｅ1=44°29′ Φｅ2=56°31′
根錐角：Φｉ1=33°29′ Φｉ2=45°31′
分度圓直徑：d1=246.67mm d2=304.71mm
當量齒數(shù)：Zd1=21.87 Zd2=33.34
分度圓弦齒厚（大端）：Ｓｘｎ1=Ｓｘｎ2=22.77mm
2.3 漸開線內花鍵部分實測數(shù)據
�。�1）齒數(shù)Z=17的錐齒輪的漸開線花鍵數(shù)據
孔外徑D外=88.90mm 齒數(shù)Z=20
孔內徑D內=81.17mm 跨棒距M=74.024mm
量棒直徑7.315mm 基節(jié)為ｔｉ=11.50mm
（2）齒數(shù)Z=21的圓錐齒輪的漸開線花鍵數(shù)據
孔外徑D外=105.86mm 孔內徑D內=98.11mm
齒數(shù)Z=24 跨棒距M=91.003mm
量棒直徑7.315mm 基節(jié)為ｔｉ=11.50mm
�。�3）模數(shù)和壓力角
根據英制數(shù)據轉換模數(shù)為m=4.23，壓力角為α=30°，基節(jié)為ｔｉ=11.50mm。
3 制造工藝
3.1 制做模型
根據測繪和計算出來的大模數(shù)錐齒輪的幾何參數(shù)，先做成木型，然后再鑄成金屬鋁模型，對鋁模型進行必要的修整。
3.2 精密鑄造
為確保鑄造的精密度，型砂采用樹脂砂，錐齒輪材質選用ZG40Cｒ進行熔化澆鑄。
3.3 選擇配對鑄成的錐齒輪
澆鑄成錐齒輪后，進行檢測，選出無缺陷、質量好的錐齒輪，進行配對。
3.4 加工錐齒輪的內花鍵孔和花鍵
加工錐齒輪內花鍵孔時，要以大小錐齒輪的輪轂Φ132、Φ110為基準，找正錐齒輪外徑Φ312、Φ269，找正后，再進行加工，確保錐齒輪的外徑Φ312、Φ269與內花鍵孔同心。
基準：選用錐齒輪花鍵孔和輪轂端面。在拉床、推床或插齒機上加工花鍵。
對此英制漸開線花鍵孔的加工，定做了非標準錐柄插齒刀來插花鍵孔，提高了加工精度和生產效率。
3.5 配對研磨修正齒形
將選擇好的一對錐齒輪，以花鍵孔為基準安裝在螺旋傘齒銑上（也可設計一個簡易裝置，在車床或銑床上）進行反正轉配對研磨修正齒形。研磨時，要在相互嚙合的齒間注入研磨劑。
3.6 熱處理
為提高齒輪強度及消除鑄造應力，在初步研磨后進行熱處理。小齒輪整體調質，ＨB229~269，齒面表面淬火，ＨＲC55~60，淬硬層深0.8~1.5mm。大齒輪整體調質，HB229~269，齒面表面淬火，ＨＲC50~55。
熱處理時應注意保護花鍵孔，盡可能減小孔及花鍵的變形。熱處理后進行最終配對研磨。
3.7 噴丸處理
為了降低齒形和花鍵表面的粗糙度、增強耐磨性，淬火處理后，可進行噴丸處理。
4 結束語
在近五年中，我們使用這種簡易制造方法，總共制造了8套大模數(shù)錐齒輪，在日本住友UC－25型輪胎式起重機上使用，迄今未出現(xiàn)任何問題。實踐證明，這種簡易工藝的優(yōu)點是：工藝過程簡單，制造容易，成本僅為進口配件費用的2/5，每套4 200元，生產周期短，供應及時，解決了維修中急需配件的老大難問題，取得了較好的技術和經濟效益。 |
