1 引言

　　行星輪系是一種先進的齒輪傳動機構，具有結構緊湊、體積小、質量小、承載能力大、傳遞功率范圍及傳動比范圍大、運行噪聲小、效率高及壽命長等優(yōu)點，山西煤礦機械制造股份有限公司生產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個太陽輪、1個內齒圈、1個行星架和支撐在行星架上的3個行星齒輪組成。

　　行星齒輪是行星輪系的關鍵零件之一，齒輪精度直接影響齒輪傳動精度、平穩(wěn)性及減速器噪聲大小，因此其設計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，設計了一款自定心夾緊工裝，解決了原有工裝裝夾時間長、不能自動定心的缺陷。

　　2 行星齒輪傳動原理及行星輪加工工藝流程

　　山西煤礦機械制造股份有限公司生產的一種行星齒輪其材料為17CrNiMo6，齒面淬火硬度為 HRC58～ HRC62，精度等級為6級，屬于典型硬齒面齒輪。圖1為行星輪系結構簡圖，圖2為行星齒輪的工程圖。

圖1 行星輪系結構簡圖

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、內孔及端面→滾齒→熱處理→磨內孔及端面→磨齒→檢驗。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，糾正齒輪預加工產生的各項誤差，消除熱處理變形，提高齒輪加工精度。該公司現有一臺 NILES齒輪仿形磨床，型號為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題

　　該公司之前采用的磨齒工裝如圖3所示，它由底座1(機床自帶，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不會與底座工作臺面干涉，需制作增高座。工作時，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公差，要求外圓跳動在0.02mm 以內，頂面跳動在0.01mm 以內，達到要求后固定螺釘。將行星齒輪放置在增高座頂面上，用百分表打齒輪內孔和端面圓跳動，分別達到0.01mm 和0.02mm 以內。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問題：①擰緊螺母固定行星齒輪的過程中有可能導致零件移動，需要二次找正;②行星齒輪沒有完全定位，在磨削時會出現“幾何偏心”;③效率低下，工人勞動強度大。

　　4 制定解決方案

　　為了解決原有工裝存在的以上問題，現設計了一種自動定心的行星齒輪磨齒工裝，其結構簡圖如圖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為機床自帶，自制部分為其余5項。我們把自制部分整體稱為夾具體。

　　工作時，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推動隔套6向下移動，進而推動脹套5向下移動，由于脹套5與芯軸8為錐面接觸，當脹套5向下移動時，其會沿徑向漲開，從而脹緊行星齒輪的內孔，使行星齒輪徑向自動定心，消除定位間隙。同時，在設計這款脹套時，在脹套的下面做了一個定位臺階，脹套漲緊內孔后也實現了軸向定位。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，帶動行星齒輪旋轉。

　　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 新設計的磨齒工裝結構示意圖

　　5 結語

　　該工裝不僅能夠節(jié)約裝夾定位時間，減輕工人勞動強度，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，值得大范圍推廣應用。