1 引言

　　行星輪系是一種先進(jìn)的齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、質(zhì)量小、承載能力大、傳遞功率范圍及傳動(dòng)比范圍大、運(yùn)行噪聲小、效率高及壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，山西煤礦機(jī)械制造股份有限公司生產(chǎn)的大功率礦用減速器多采用行星輪系。行星輪系有很多類型，常用的行星輪系主要由1個(gè)太陽(yáng)輪、1個(gè)內(nèi)齒圈、1個(gè)行星架和支撐在行星架上的3個(gè)行星齒輪組成。

　　行星齒輪是行星輪系的關(guān)鍵零件之一，齒輪精度直接影響齒輪傳動(dòng)精度、平穩(wěn)性及減速器噪聲大小，因此其設(shè)計(jì)和制造精度要求均很高。為了提高行星齒輪磨齒的精度和效率，設(shè)計(jì)了一款自定心夾緊工裝，解決了原有工裝裝夾時(shí)間長(zhǎng)、不能自動(dòng)定心的缺陷。

　　2 行星齒輪傳動(dòng)原理及行星輪加工工藝流程

　　山西煤礦機(jī)械制造股份有限公司生產(chǎn)的一種行星齒輪其材料為17CrNiMo6，齒面淬火硬度為 HRC58～ HRC62，精度等級(jí)為6級(jí)，屬于典型硬齒面齒輪。圖1為行星輪系結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，圖2為行星齒輪的工程圖。

圖1 行星輪系結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

圖2 行星齒輪工程圖

　　行星齒輪的加工工藝流程為：下料→鍛造→熱處理→粗精車外圓、內(nèi)孔及端面→滾齒→熱處理→磨內(nèi)孔及端面→磨齒→檢驗(yàn)。在硬齒面齒輪精加工工藝中磨齒是獲得高精度齒輪最有效和最可靠的方法，其能加工淬硬齒輪，糾正齒輪預(yù)加工產(chǎn)生的各項(xiàng)誤差，消除熱處理變形，提高齒輪加工精度。該公司現(xiàn)有一臺(tái) NILES齒輪仿形磨床，型號(hào)為ZE800，砂輪在 X 軸(上下)方向的行程為485mm～1145mm。

　　3 行星齒輪磨齒工裝存在的問(wèn)題

　　該公司之前采用的磨齒工裝如圖3所示，它由底座1(機(jī)床自帶，基本不拆)、增高座2、壓蓋3、拉桿4和六角螺母5組成。為了滿足砂輪在 X 軸方向最低磨削行程的要求，以及砂輪磨削到齒輪最下端時(shí)不會(huì)與底座工作臺(tái)面干涉，需制作增高座。工作時(shí)，將增高座用螺釘輕輕固定到底座上，用百分表打增高座的外圓和頂面跳動(dòng)公差，要求外圓跳動(dòng)在0.02mm 以內(nèi)，頂面跳動(dòng)在0.01mm 以內(nèi)，達(dá)到要求后固定螺釘。將行星齒輪放置在增高座頂面上，用百分表打齒輪內(nèi)孔和端面圓跳動(dòng)，分別達(dá)到0.01mm 和0.02mm 以內(nèi)。定位后蓋上壓蓋，擰緊螺母，固定行星齒輪，完成零件的定位夾緊工作。

圖3 原磨齒工裝示意圖

　　此種工裝存在以下幾個(gè)問(wèn)題：①擰緊螺母固定行星齒輪的過(guò)程中有可能導(dǎo)致零件移動(dòng)，需要二次找正;②行星齒輪沒(méi)有完全定位，在磨削時(shí)會(huì)出現(xiàn)“幾何偏心”;③效率低下，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大。

　　4 制定解決方案

　　為了解決原有工裝存在的以上問(wèn)題，現(xiàn)設(shè)計(jì)了一種自動(dòng)定心的行星齒輪磨齒工裝，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖4 所示。該工裝由底座1、頂尖座2、夾頭撥桿3、拆卸圓螺母4、脹套5、隔套6、壓緊圓螺母7和芯軸8組成。其中底座1、頂尖座2和夾頭撥桿3為機(jī)床自帶，自制部分為其余5項(xiàng)。我們把自制部分整體稱為夾具體。

　　工作時(shí)，需先將頂尖座固定在底座上，打表找正上下頂尖的外圓;然后將行星齒輪固定在夾具體上，過(guò)程為拆下圓螺母7和隔套6，將行星齒輪放到脹套5上，放回隔套6，擰緊圓螺母7推動(dòng)隔套6向下移動(dòng)，進(jìn)而推動(dòng)脹套5向下移動(dòng)，由于脹套5與芯軸8為錐面接觸，當(dāng)脹套5向下移動(dòng)時(shí)，其會(huì)沿徑向漲開(kāi)，從而脹緊行星齒輪的內(nèi)孔，使行星齒輪徑向自動(dòng)定心，消除定位間隙。同時(shí)，在設(shè)計(jì)這款脹套時(shí)，在脹套的下面做了一個(gè)定位臺(tái)階，脹套漲緊內(nèi)孔后也實(shí)現(xiàn)了軸向定位。然后將固定好零件的夾具體吊到頂尖座上，上面液壓頂尖下移頂住芯軸的上中心孔。在芯軸下端安裝夾頭撥桿3，帶動(dòng)行星齒輪旋轉(zhuǎn)。

　　1-底座;2-頂尖座;3-夾頭撥桿;4-拆卸圓螺母;

5-脹套;6-隔套;7-壓緊圓螺母;8-芯軸

圖4 新設(shè)計(jì)的磨齒工裝結(jié)構(gòu)示意圖

　　5 結(jié)語(yǔ)

　　該工裝不僅能夠節(jié)約裝夾定位時(shí)間，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，而且可以消除定位間隙，很好地避免“幾何偏心”的存在，提高了行星齒輪磨齒加工精度，值得大范圍推廣應(yīng)用。