[发明专利]齿轮切割工具及齿轮切割方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于切割齿轮的工具以及一种用于切割齿轮的方法。具体地，本发明涉及一种用于切割端面齿轮(face gear)的方法，该端面齿轮与斜齿轮(helical gear)啮合且斜齿轮的轴线与端面齿轮的轴线不平行，以及一种用于切割所述端面齿轮的方法。

背景技术

在日本，端面齿轮(平面齿轮(crown gear))，作为齿轮中的一种，被广泛应用于驱动轮领域，而驱动轮被主要用于渔业。然而，近些年来，端面齿轮的用途被广泛关注，端面齿轮也已经在具有正交轴的变速箱领域和与航空器相关的领域中被研发或使用。

关于机器加工端面齿轮的方法，通过实例的方式主要采用下列三种方法。也就是：(1)借助于通过电极制造的阴模齿廓的锻造或铸造；(2)借助于插齿刀(小齿轮铣刀)的齿轮切割；(3)通过圆头槽铣刀和理论齿廓调节并借助于组合加工中心机床的用于直接切齿的机器加工切割。

第(1)项中的锻造或铸造是适合于大规模生产的机器加工方法，但可获得的精确度取决于用于制造阴模的阳模电极的精确度和制造技术。为了提高啮合精确度，在被锻造之后一对齿轮有时必须被抛光。

第(2)项中的借助于插齿刀的齿轮切割目前不经常使用，因为它的机器加工效率令人不满，齿面修正困难，仅存在很少合适的机器(插齿机)，工具(螺旋插齿刀)的制造和操纵困难等。

第(3)项中的机器加工切割能制造齿面已经被修正的齿廓，从而能得到高的传输精确度。然而，因为它花很长的时间用于机器加工，机器加工切割不适合于大规模生产。

发明内容

鉴于上述情况，创造了本发明。本发明的目的在于提供一种用于精确地、有效地切割双曲面齿轮(skew gear)的工具，具体为切割与斜齿轮啮合的端面齿轮的工具，以及一种用于切割所述端面齿轮的方法。

本发明提供一种具有正齿轮形状的切割工具，用于切割作为被切割的齿轮的与预定的斜齿轮啮合的双曲面齿轮，所述工具包括：具有切割边缘的切割边缘部，所述切割边缘具有曲线形状齿廓，在垂直于所述斜齿轮的轴线的平面的剖视图中，所述曲线形状齿廓与所述斜齿轮的齿廓的至少一对曲线形状齿廓中的一个相同，其中：在垂直于所述轴线的平面的剖视图中，所述切割边缘部的弧齿厚小于所述斜齿轮的所述齿廓的弧齿厚；所述切割边缘部的齿高大于所述斜齿轮的齿高；以及当所述切割边缘部的齿顶的弧齿厚表示为S_atsC，在垂直于所述轴线的平面的剖视图中所述斜齿轮的所述齿廓的虚拟外径上的弧齿厚表示为S_at，在垂直于所述轴线的平面的剖视图中所述斜齿轮的所述齿廓的虚拟外径上的螺旋角表示为β_a，并且所述切割边缘部的齿宽表示为b_sc时，则满足下面的公式1，

公式1：

bSC≤sat-satSCtanβa.]]>

根据本发明，虽然所述工具具有容易操作的正齿轮形状，所述工具能以高的机器加工效率精确地将与斜齿轮啮合的双曲面齿轮，特别是与斜齿轮啮合的端面齿轮，切割成理论上正确的齿廓。

例如，对应于在垂直于所述轴线的平面的剖视图中所述斜齿轮的齿廓的每一对曲线形状齿廓，所述切割边缘部包括在右侧和左侧的具有曲线形状齿廓的切割边缘。在这种情况下，因为右侧和左侧的曲线形状齿廓的切割边缘都有效地对切割作出贡献，所以机器加工效率能被改进。

例如，所述斜齿轮为渐开线圆柱齿轮。另外，例如，所述被切割的齿轮为端面齿轮。

另外，优选提供两个辅助盘，所述两个辅助盘被设置为将所述切割边缘部夹在所述两个辅助盘之间。在这种情况下，所述工具的强度能被所述两个辅助盘加固。在这种情况下，优选所述两个辅助盘中的每个具有斜齿轮形状。