[发明专利]一种微线段齿轮滚刀

说明书

技术领域

本发明涉及一种齿轮刀具。

背景技术

渐开线齿轮有着广泛的应用。其具有制造简单、互换性好、易变位等优点。但也存在接触强度低、最小齿数大等缺点。为了解决这类问题，本发明人在ZL200420080903.7的实用新型专利中，提出了一种微线段齿轮，该微线段齿轮的齿廓曲线由微段曲线或微段直线光滑连接而成，其最少齿数为三。与常规的渐开线齿轮相比，微线段齿轮不仅适用于一般的传动场合，尤其适用于高速、重载或要求小型化的场合下的运动和动力传递。

齿轮的加工有多种方式，而对于微线段齿轮选定滚齿加工的方式是基于以下原因。

1、滚齿加工效率高。与其它齿轮一样，切削加工方法仍是微线段齿轮加工的一种最重要的方法，而其中又以滚切加工最为常用，当批量较大时更是如此。

2、滚齿加工制造简单、成本低。采用滚齿加工可利用现有机床，只需更换相应的滚刀具即可，因此成本大大降低。

但是，目前用于加工常规渐开线齿轮的滚刀，由于其刀齿切削刃形状不相吻合，无法适于ZL200420080903.7的实用新型专利中提出的微线段齿轮的加工。

发明内容

本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种专用于加工专利号为200420080903.7的实用新型专利所提出的微线段齿轮的微线段齿轮滚刀，以使微线段齿轮能够得到批量化的生产。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

本发明微线段齿轮滚刀的结构特点是：

a、所述滚刀的刀齿切削刃的曲线是由微段曲线或微段直线光滑连接而成；

b、所述微段曲线或微段直线的长度为不大于1微米；

c、所述滚刀的齿顶圆角曲率半径为(0.52～0.58)m，其中，m为滚刀的模数。

与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：

1、本发明可以在不改变传统滚齿机结构的前提下实现微线段齿轮的高效滚切加工。以能够实现批量生产的微线段齿轮来代替现有的普通齿轮，可以大大地提高机器的使用寿命和性能。

2、以本发明实施加工的微线段齿轮最少齿数仅为8个齿，而常规的渐开线齿轮不根切的最少齿数为17。

由于受到齿轮自身特点的影响，已有齿轮滚刀很难加工出小齿数齿轮。在不根切的情况下，若取齿顶高系数为1，顶隙系数为0.25，齿轮压力角为20°，则已有的渐开线滚刀加工的最少齿数为17。而当取齿顶高系数仍为1，顶系系数仍为0.25，并取初始压力角为6°时，本发明微线段齿轮滚刀可以加工出齿数为8的齿轮，从而可以实现更大的传动比，输出更大的力矩，提高机器的承载能力。

3、本发明通过将滚刀的齿顶圆角曲率半径设置为(0.52～0.58)m，使所加工的齿轮具有较强的弯曲强度承载能力。

滚刀的齿顶圆角对切出的齿轮过渡曲线有着直接的影响。齿顶圆角越大，加工出的齿轮的过渡曲线越平滑，过渡曲线越平滑，齿轮的抗弯曲能力越强。但因受到齿轮齿形的限制，齿顶圆角存在有一个上限值。本发明将滚刀齿顶圆角的曲率半径设置为(0.52～0.58)m，既能保证正确的齿形，又能获得较强的弯曲强度承载能力。

附图说明

图1为本发明微线段齿轮滚刀结构示意图。

图1(a)为图1所示滚刀沿螺旋面的法线N-N方向截面示意图。

图2本发明不同齿顶圆角曲率半径下的齿根过渡曲线。

图3为当本发明滚刀的齿顶圆角曲率半径超过上限时所加工出的齿形图。

图4为本发明滚刀齿顶圆角示意图。

图5为工件齿轮与配对齿轮的啮合状态示意图。

图6(a)和图6(b)为两种不同形式的齿顶圆角。

图中标号：1基圆柱、2刀齿、3刀齿切削刃、4侧刃后刀面、5顶刃、6顶刃后刀面、7前刀面、8基本螺旋表面、9容屑槽、10微线段齿廓、11刀齿基本轮廓、12工件齿轮、13配对齿轮。

以下通过具体实施方式，结合附图对本发明作进一步说明

具体实施方式：

参见图1，本实施例中，相应的结构设置为：

滚刀的刀齿切削刃3的曲线是由微段曲线或微段直线光滑连接而成；

微段曲线或微段直线的长度为不大于1微米；

滚刀的齿顶圆角曲率半径为(0.52～0.58)m，其中，m为滚刀的模数。

如图1所示，按常规滚刀结构，在基圆柱1的圆周面上形成有螺旋状分布的刀齿2，各刀齿具有刀齿切削刃3、侧刃后刀面4、顶刃5、顶刃后刀面6和前刀面7；相邻刀齿的齿间为容屑槽9。