小螺旋角β=0°5′渐开线花键的加工

尤伟诚

摘 要：花键联接多用于传递扭矩，其中渐开线花键应用日趋广泛。这是由于渐开线花键有许多优点，如齿数多、齿端，齿根部厚，承载能力强，易自动定心，安装精度高。带有螺旋角的渐开线花键在使用过程中可以产生一定的轴向力，主要用于汽车行业，螺旋角一般在花键铣或滚齿机通过差动进行加工。但螺旋角极小的外花键加工超出了机床差动挂轮选取，只能另辟蹊径。

关键词：渐开线花键；小螺旋角；差动挂轮比值；渐开线花键加工

渐开线花键应用日趋广泛。这是由于渐开线花键有许多优点，如齿数多、齿端，齿根部厚，承载能力强，易自动定心，安装精度高。相同外形尺寸下花键小径大，有利于增加轴的刚度。目前外花键主要采用花键铣削加工，精度较高或有螺旋角要求的键齿也采用滚齿机加工，如汽车变速器输入轴花键和重型卡车后桥减速器主动锥齿轮花键（见图1）

1 小螺旋角外花键的加工困惑

笔者假期去常州一家生产齿轮专业厂家实习，该厂技术部接受了一项新品试制任务，其中花键轴由我实习的车间负责加工。该轴加工要求如下：

例：模数：m=2.5 齿数：z=13 压力角：α=30°

齿顶高系数：ha*=0.8 间隙系数：c*=0.3

其中齿向要求=0.17～0.25 旋向：右旋

齿厚：S=3.85 导程：L=129.5 齿形误差：=0.03

从提供的图样上看，齿向要求0.17～0.25，实际上是加工一微小螺旋角的斜齿花键轴，其螺旋角

（在这里我们取齿向中差0.21）。

一般情况下斜齿加工要通过联结差动机构来实现，在滚齿机，万能花键铣，车齿机上加工，它们差动挂轮的比值为：

显然上述机床的差动挂轮比值都超出了机床的范围，挂轮无法搭配。

2 小螺旋角外花键的加工解决思路

这时车间技术部门大胆创新，我也有幸加入其中，方案就是在y631k普通花键铣床加工，在加工过程中，使工件的轴心线与刀具切削刃中心线始终成一角度，则工件上得到的轨迹为斜齿（见图2）。

3 小螺旋角外花键的加工具体步骤

但是，事情的进展总是在曲折中前进的，经过反复加工及检测，发现在实际加工过程中铣齿刀刀刃中心线相对工件轴心线产生位移，向上偏移了0.21，如果在A处的齿形是标准的（即A处刀对中）其余各处随工件轴心线的偏差增大，齿形不对称度增大，即齿形误差增大；同理在B处的齿形是标准的（即B处刀对中）其余各处随工件轴心线的偏差增大，齿形不对称度增大，即齿形误差增大；所以我们选择O处对中，工件轴心A点下移0.105，B点上移0.105（见图3）。

4 小螺旋角外花键的加工理论分析

分析如下：

图4中假设点C以点B为圆心旋转一角度到C′，同时点D也以点B为圆心旋转一相同角度得到D′。

足要求，由公式将代入得，也就是说O处刀对中，在满足齿形误差要求0.03的前提下，齿向误差必须控制在0.17～0.23范围内，在进刀量一定的情况下M值（跨棒距）从O点（见图5）到B点也是不断变化增大趋势，如果O处为标准跨棒距

通过上述计算可知渐开线花键滚刀必须从O点对中，齿向，齿形，M值才能都满足技术要求，实践是检验真理的唯一标准，对加工后的产品进行了检测，完全满足图纸要求，得到了用户的好评同时也为为企业赢得了声誉。

5 结论

渐开线花键的参数形式多样，加工方法也具有多样性，但为了节约成本，提高工效，应该因地制宜，虽然有时会碰到困难，但只要用于创新，细致分析，困难就会迎刃而解，本例中，虽然小螺旋角的渐开线花键，差动机构已不能满足加工要求，但通过技术人员的大胆创新及精密的理论计算进行技术支撑，使原本不可能的工作变成了可能，所以在机械加工中，提倡创新，降本增效，使传统的行业焕发活力！

参考文献

[1]王先逵.机械制造工艺学[M].机械工业出版社，2013.

[2]中国国家标准化管理委员会.渐开线花键标准应用手册[M].中国标准出版社，1997.

[3]成大先.机械设计手册[M].化学工业出版社，2008.

（作者单位：常州开放大学）