[发明专利]基于平面砂轮端面的正交面齿轮磨削加工方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种基于平面砂轮端面的正交面齿轮磨削加工方法。

背景技术：

面齿轮是一种与圆柱齿轮相互啮合,可以实现交错轴或相交轴之间转矩和运动的传递的齿轮。面齿轮传动具有轴间位置关系适应性强、重合度大、变速比大、单位质量轻、占用空间小、传递功率大、工作平稳性好、噪声低等优点。相关研究及实践表明面齿轮传动在低速、高速，轻载、重载情况下都有很好的应用，在设计中可以替代直齿锥齿轮、弧齿锥齿轮、准双曲面齿轮和蜗轮蜗杆传动。面齿轮传动具有广泛的适用性，代表未来航空工业和汽车工业发展的主要方向，引起各国学者和企业的广泛关注，成为齿轮传动的研究热点。

由于面齿轮传动中的小齿轮是设计和制造技术已经非常成熟的圆柱齿轮，所以面齿轮传动的综合性能主要取决于面齿轮的设计和制造精度。面齿轮的加工方法主要有插齿、滚齿、铣齿和磨齿。面齿轮的磨齿是提高面齿轮传动质量的根本手段。面齿轮的磨齿方法主要有蜗杆砂轮磨削、蝶形砂轮磨削和仿形指状磨削。蜗杆砂轮磨的设备与刀具非常复杂，国内目前难以实现，另外蜗杆齿面受奇异性影响，导致某些参数的插齿刀不存在对应蜗杆。蝶形砂轮磨削的砂轮磨损后的修整难度比蜗杆砂轮磨小，但是磨削不同参数的面齿轮时，需要设计不同的蝶形砂轮和其磨削段的齿廓，刀具的互换性差。如何提高砂轮互换性、降低砂轮的复杂程度和砂轮磨损后的修整难度，使我国掌握面齿轮磨削技术，是当前亟待解决的问题。

发明内容：

本发明的目的是提供一种基于平面砂轮端面的正交面齿轮磨削加工方法。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种基于平面砂轮端面的正交面齿轮磨削加工方法，通过采用双虚拟小齿轮，并以平面砂轮的工作平面模拟齿条刀的工作齿面的方法进行面齿轮的磨齿加工，其中，正交面齿轮与虚拟直齿轮A正确啮合，所述的虚拟直齿轮A与虚拟直齿轮B正确啮合，所述的虚拟直齿轮B与所述的齿条刀啮合，即是与平面砂轮啮合；在加工过程中面齿轮绕Ｚ_ｆ轴摆动，平面砂轮以恒定的转速Ｗ_ｓ绕其自身轴线Ｚ_ｓ旋转，同时平面砂轮还绕插齿刀具的轴线Z₃摆动，所述的虚拟直齿轮A以转速Ｗ₃绕自身轴线Ｚ₃旋转，所述的虚拟直齿轮B以转速W₄绕自身轴线Z₄旋转，在旋转过程中，平面砂轮齿面磨削掉与其相接触的正交面齿轮齿面，达到磨削加工正交面齿轮的效果，所述的平面砂轮每摆动一个角度，就沿着正交面齿轮的径向直线往返进给一次，加工完成一个完整的齿槽后，面齿轮进行分度运动，以加工下一个齿槽，直到加工完整个正交面齿轮。

所述的基于平面砂轮端面的正交面齿轮磨削加工方法，正交面齿轮绕Z_f的转速C与平面砂轮绕Z₃的转速B之间的转速比是恒定的，并且

ω₃/ω_f = N₃/N_f       

其中Nc与N_f分别是所述的直齿轮与所述的正交面齿轮的齿数；

所述的平面砂轮在磨削加工正交面齿轮时，使用的是砂轮端面，此端面是一个平面；

在正交面齿轮齿面方程的推导中，所述的虚拟齿轮A与所述的虚拟齿轮B需满足

Z₃ = Z₄，ω₃ = -ω₄