1 引言

　　行星轮系是一种先进的齿轮传动机构，具有结构紧凑、体积小、质量小、承载能力大、传递功率范围及传动比范围大、运行噪声小、效率高及寿命长等优点，山西煤矿机械制造股份有限公司生产的大功率矿用减速器多采用行星轮系。行星轮系有很多类型，常用的行星轮系主要由1个太阳轮、1个内齿圈、1个行星架和支撑在行星架上的3个行星齿轮组成。

　　行星齿轮是行星轮系的关键零件之一，齿轮精度直接影响齿轮传动精度、平稳性及减速器噪声大小，因此其设计和制造精度要求均很高。为了提高行星齿轮磨齿的精度和效率，设计了一款自定心夹紧工装，解决了原有工装装夹时间长、不能自动定心的缺陷。

　　2 行星齿轮传动原理及行星轮加工工艺流程

　　山西煤矿机械制造股份有限公司生产的一种行星齿轮其材料为17CrNiMo6，齿面淬火硬度为 HRC58～ HRC62，精度等级为6级，属于典型硬齿面齿轮。图1为行星轮系结构简图，图2为行星齿轮的工程图。

图1 行星轮系结构简图

图2 行星齿轮工程图

　　行星齿轮的加工工艺流程为：下料→锻造→热处理→粗精车外圆、内孔及端面→滚齿→热处理→磨内孔及端面→磨齿→检验。在硬齿面齿轮精加工工艺中磨齿是获得高精度齿轮最有效和最可靠的方法，其能加工淬硬齿轮，纠正齿轮预加工产生的各项误差，消除热处理变形，提高齿轮加工精度。该公司现有一台 NILES齿轮仿形磨床，型号为ZE800，砂轮在 X 轴(上下)方向的行程为485mm～1145mm。

　　3 行星齿轮磨齿工装存在的问题

　　该公司之前采用的磨齿工装如图3所示，它由底座1(机床自带，基本不拆)、增高座2、压盖3、拉杆4和六角螺母5组成。为了满足砂轮在 X 轴方向最低磨削行程的要求，以及砂轮磨削到齿轮最下端时不会与底座工作台面干涉，需制作增高座。工作时，将增高座用螺钉轻轻固定到底座上，用百分表打增高座的外圆和顶面跳动公差，要求外圆跳动在0.02mm 以内，顶面跳动在0.01mm 以内，达到要求后固定螺钉。将行星齿轮放置在增高座顶面上，用百分表打齿轮内孔和端面圆跳动，分别达到0.01mm 和0.02mm 以内。定位后盖上压盖，拧紧螺母，固定行星齿轮，完成零件的定位夹紧工作。

图3 原磨齿工装示意图

　　此种工装存在以下几个问题：①拧紧螺母固定行星齿轮的过程中有可能导致零件移动，需要二次找正;②行星齿轮没有完全定位，在磨削时会出现“几何偏心”;③效率低下，工人劳动强度大。

　　4 制定解决方案

　　为了解决原有工装存在的以上问题，现设计了一种自动定心的行星齿轮磨齿工装，其结构简图如图4 所示。该工装由底座1、顶尖座2、夹头拨杆3、拆卸圆螺母4、胀套5、隔套6、压紧圆螺母7和芯轴8组成。其中底座1、顶尖座2和夹头拨杆3为机床自带，自制部分为其余5项。我们把自制部分整体称为夹具体。

　　工作时，需先将顶尖座固定在底座上，打表找正上下顶尖的外圆;然后将行星齿轮固定在夹具体上，过程为拆下圆螺母7和隔套6，将行星齿轮放到胀套5上，放回隔套6，拧紧圆螺母7推动隔套6向下移动，进而推动胀套5向下移动，由于胀套5与芯轴8为锥面接触，当胀套5向下移动时，其会沿径向涨开，从而胀紧行星齿轮的内孔，使行星齿轮径向自动定心，消除定位间隙。同时，在设计这款胀套时，在胀套的下面做了一个定位台阶，胀套涨紧内孔后也实现了轴向定位。然后将固定好零件的夹具体吊到顶尖座上，上面液压顶尖下移顶住芯轴的上中心孔。在芯轴下端安装夹头拨杆3，带动行星齿轮旋转。

　　1-底座;2-顶尖座;3-夹头拨杆;4-拆卸圆螺母;

5-胀套;6-隔套;7-压紧圆螺母;8-芯轴

图4 新设计的磨齿工装结构示意图

　　5 结语

　　该工装不仅能够节约装夹定位时间，减轻工人劳动强度，而且可以消除定位间隙，很好地避免“几何偏心”的存在，提高了行星齿轮磨齿加工精度，值得大范围推广应用。