[发明专利]外摆线齿线齿条的加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种齿条的加工方法，具体地说是一种齿线的形状为外摆线的齿条的加工方法。

背景技术

齿轮齿条传动是转换直线运动与回转运动及传递动力最基础的零件之一，其传动平稳、工作可靠、效率高、功率与速度范围大、寿命长，因此齿轮齿条传动在各类机械设备中应用广泛。

但是目前应用在齿轮齿条传动中的齿条，按齿线形状分，只有直齿、斜齿两种。直齿齿条与齿轮啮合时存在冲击、重合度小，不适宜于高速场合。斜齿齿条与齿轮啮合时，存在轴向力。

发明内容

本发明针对现行直齿、斜齿两种齿条存在的不足，提供了一种外摆线齿线齿条的加工方法，用该方法加工成型的外摆线齿线齿条的宽度较窄、接触面间的综合曲率小、综合曲率半径大且承载能力高。

本发明采用的技术方案是：将刀盘安装在移动的拖板上面，刀盘为双层结构，上层的内刀盘上安装内刀，下层的外刀盘上安装外刀，内刀盘和外刀盘之间以十字滑块联轴器联接，内刀和外刀沿圆周方向间隔安装，使内刀和外刀的轴线互相不重合，刀盘绕自身轴线自转的同时随拖板移动；齿条坯分度线与刀盘的位置相对应，齿条坯的速度等于拖板移动的速度；刀盘相对拖板的运动为一半径为r的发生圆沿一基线作纯滚动，刀盘刀刃上的点相对于拖板的运动，加工形成齿条的外摆线齿线。

上述方案中，调整拖板移动的速度和刀盘回转的角速度，可以改变外摆线齿线的曲率。

本发明的有益效果是：

1、通过调整刀盘转速和拖板移动的速度，可以改变齿线的曲率；通过调整内、外刀头的回转半径，实现了外摆线齿线齿条的鼓形齿啮合。

2、可采用硬质材料作刀头直接切削加工硬齿面齿轮，刀头和刀盘可分离，刀具维护成本低。

3、加工成型的外摆线齿线齿条的共轭齿面分别为凸面和凹面，因此它与对应的摆线齿线圆柱齿轮啮合时，接触面间的综合曲率小、综合曲率半径大、重合度大、传动平稳、承载能力高。

附图说明

图1为本发明的加工示意图；

图2为图1的轮齿成型原理示意图；

图3为图1中刀盘3的结构图；

图4是图3的机构运动简图；

图5是由图3形成的鼓形齿啮合示意图。

图中：3.刀盘，3-1.内刀盘，3-2.外刀盘，4.拖板，5.齿条坯，6.发生圆，7.基线，8.外摆线齿线，9.内刀，10.外刀，11.十字滑块联轴器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

如图1所示，加工轮齿时，将刀盘3安装在移动的拖板4上面，拖板4移动的速度为V，刀盘3在绕自身轴线自转的同时随拖板4移动。齿条坯5的分度线与刀盘3的位置相对应，并且齿条坯5的速度等于拖板4移动的速度V。

如图2，轮齿成型时，刀盘3相对拖板4的运动为一半径为r的发生圆6沿一基线7作纯滚动，因此刀盘3刀刃上的点相对于拖板4的轨迹为长幅外摆线，也就是，刀盘3刀刃上的点相对于拖板4的运动便加工形成齿条的外摆线齿线8。拖板4移动的速度V、刀盘3回转的角速度ω₀、发生圆的半径r三者之间具有以下关系：V＝ω₀r，因此，通过调整拖板4移动的速度V和刀盘3回转的角速度ω₀的值，可以改变发生圆半径r的大小。当拖板4的移动速度V选定以后，如果刀盘回转角速度ω₀增大，则发生圆半径r的值就减小；反之，发生圆半径r的值就增大。因此，不同半径r的发生圆对应不同的外摆线8的形状，据此可改变外摆线齿线8的曲率。

如图3所示，刀盘3为双层结构，上层为内刀盘3-1，下层为外刀盘3-2，内刀盘3-1上安装内刀9，外刀盘3-2上安装外刀10。内刀9和外刀10沿圆周方向间隔安装，内刀9的轴线O1和外刀10的轴线O2互相不重合。

参看图4，内刀盘3-1和外刀盘3-2之间通过十字滑块联轴器11联接。由于内刀9的轴线O1和外刀10的轴线O2不重合，所以内刀9和外刀10的刀刃的回转半径不同。因此，如图5所示，假想摆线齿条的凸齿面齿线的曲率半径ρ′_A和凹齿面齿线的曲率半径ρ′_T也不同，这样，加工得到的齿轮凸、凹齿面上齿线的曲率半径便不一样，这可使齿轮副实现鼓形量为C的鼓形齿接触。

外摆线齿线齿条与齿轮啮合在理论上是点接触，但受载变形后，接触点扩展为接触区，而且可通过调整内、外刀刃的回转半径，对接触区的位置和尺寸进行修正。