[发明专利]成型法加工的弧齿锥齿轮的齿顶精确倒棱加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种倒棱加工方法，特别是涉及成型法加工的弧齿锥齿轮的齿顶精确倒棱加工方法。

背景技术

弧齿锥齿轮是汽车、拖拉机、工程机械、航海、航空、航天、石油、冶金等领域复杂动力机械上广泛使用的关键零部件，其制造精度和质量直接影响设备的传动效率、噪声、运动精度和使用寿命等性能。弧齿锥齿轮齿顶倒棱加工通过去除轮齿齿顶沿齿长方向的尖角(图5)，可减少齿轮在啮合过程中的应力集中，提高传动平稳性，降低噪声，延长使用寿命。弧齿锥齿轮齿顶倒棱的传统加工主要依靠人工作业，加工效率低，质量难以保证。采用专用数控机床替代传统人工作业，进行弧齿锥齿轮齿顶倒棱加工，是提高效率、保证质量的必然之路。合理的倒棱加工方法及模型是开发及应用专用数控机床进行弧齿锥齿轮齿顶倒棱加工的前提。

发明内容

本发明的目的在于克服已有技术的缺点，提供一种可以实现对弧齿锥齿轮的齿顶均匀等宽精确倒棱加工的成型法加工的弧齿锥齿轮的齿顶精确倒棱加工方法。

本发明的成型法加工的弧齿锥齿轮的齿顶精确倒棱加工方法，采用5轴3联动数控机床进行倒棱加工，所述的5轴3联动数控机床的3个联动轴为X、Y、Z平动轴，其它2个轴为砂轮旋转轴和齿轮分度轴，齿轮分度轴每分度一次，齿轮的一个齿槽转到加工位置，转到加工位置的齿轮毛坯固定不动，锥角为直角的锥形砂轮绕自身轴线旋转，锥形砂轮轴线垂直于弧齿锥齿轮成型轨迹平面，锥形砂轮的锥顶按照预定的倒棱轨迹移动，对弧齿锥齿轮一个齿槽的两条顶端棱边进行磨削以实现对齿轮齿顶的均匀等宽倒棱，如此往复，直至所有齿槽均被倒棱。

本发明的有益效果和优点在于：采用本发明方法可加工出宽度为w的均匀的齿顶棱边，有利于减少齿轮在啮合过程中的应力集中，提高传动平稳性，降低噪声，延长使用寿命。

附图说明

图1是锥齿轮坐标系与成型法加工的弧齿锥齿轮齿顶精确倒棱运动简图；

图2是齿轮成型法加工轨迹示意图；

图3是图2所示的齿轮成型法加工轨迹的A-A截面上以齿槽成型轨迹作为倒棱加工轨迹导致的左、右顶棱倒棱不均的加工示意图；

图4是图2所示的齿轮成型法加工轨迹的A-A截面上锥角为直角的锥砂轮的倒棱加工轨迹求解原理图；

图5是弧齿锥齿轮齿顶倒棱效果示意图；

图6是过齿槽截面左侧斜边顶点A和右侧斜边顶点B的相交面的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

如附图所示，为了便于说明，建立如图1所示的锥齿轮坐标系XYZ，该坐标系原点位于锥齿轮根锥顶点，该坐标系的X轴沿根锥面的母线指向齿槽大端，Y轴垂直于纸面向外。图1中的1为砂轮、2为根锥、3为面锥、8为齿轮。

当传动比大于2.5时，弧齿锥齿轮传动的大轮可以采用成型法加工，即：采用切削刃形状与齿槽形状(图4)相同的圆盘铣刀(在万能铣床上)或圆盘拉刀(在专用机床上)对齿轮的齿槽进行切削加工。圆盘铣刀或圆盘拉刀的轴线平行于Z轴，且轴线位置固定。圆盘铣刀或圆盘拉刀的轴线在XY平面上的投影为O₀；O₀点位置由根锥上的齿宽中点M(图1)、线段M O₀与Y轴夹角θ₀和圆盘铣刀或圆盘拉刀的公称半径r决定(图2)。采用成型法加工时，齿轮毛坯固定不动，圆盘铣刀或圆盘拉刀绕自身轴线旋转且沿-Z方向轴向进给，轴向进给的的极限位置为圆盘铣刀或圆盘拉刀顶刃平面与弧齿锥齿轮根锥2相切(即与XY平面重合)。成型法加工也可看作，与齿槽形状(图4)相同的刀刃，沿图2中以O₀点为圆心、以线段MO₀为半径的圆弧轨迹(齿槽成型轨迹4)，对齿轮毛坯进行刮削(刮削过程中)，切除齿坯上的材料，加工出弧齿锥齿轮的一个齿槽；之后，对齿坯分度并加工下一个齿槽，直至全部齿槽加工完毕。图3中的5为齿廓。

本发明的齿顶精确倒棱加工方法，适用于成型法加工的弧齿锥齿轮的齿顶倒棱。

齿顶精确倒棱加工原理为：