[发明专利]一种弧齿锥齿轮的全工序加工方法

权利要求书

1.一种弧齿锥齿轮的全工序加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)、给定大轮齿面：给定大轮刀具尺寸参数和大轮机床调整参数，确定大轮齿面；

步骤2)、预设齿轮副的接触特性目标：对大轮使用频率较高的一面(1)和小轮使用频率较高的一面(3)，预设传递规律函数、接触迹线形状、接触迹线位置和接触斑点中心处瞬时接触椭圆长轴长度；对大轮另一面(2)和小轮另一面(4)，预设接触斑点中心位置、接触迹线方向、接触斑点中心处的瞬时接触椭圆长轴长度和接触斑点中心处的角加速度；

步骤3)、确定大轮齿面相关参数：根据预设的接触特性目标确定大轮齿面相关参数；大轮齿面相关参数是指：对大轮使用频率较高的一面(1)，确定接触迹线上每个离散点的一阶参数以及接触斑点中心处的一阶参数和二阶参数；对大轮另一面(2)，确定接触斑点中心处的一阶参数和二阶参数；

步骤4)、确定小轮的目标齿面参数：根据预设的接触特性目标确定与大轮齿面啮合的小轮目标齿面参数；小轮的目标齿面参数是指：对小轮使用频率较高的一面(3)，确定接触迹线上每个离散点的一阶参数以及接触斑点中心处的一阶参数和二阶参数；对小轮另一面(4)，确定接触斑点中心处的一阶参数和二阶参数；

步骤5)、确定小轮使用频率较高的一面(3)的加工参数：直接面向Free-form式CNC机床建立加工坐标系；对于小轮使用频率较高的一面(3)，根据小轮使用频率较高的一面(3)的目标齿面参数以及小轮根锥角为约束，确定出加工小轮使用频率较高的一面(3)的刀具尺寸参数和刀具中心运动多项式；

步骤6)、确定小轮另一面(4)的加工参数：在步骤5)求解的刀具中心运动多项式的基础上，以小轮另一面(4)的目标齿面参数为约束，确定出加工小轮另一面(4)的刀具尺寸参数；

步骤7)：完成小轮齿面的展成，具体如下：

首先，根据齿面包络精度要求，在需要的小轮转角范围内优化确定一组小轮转角位置数据；对于每一个小轮转角位置，刀具与小轮的相对位置使用步骤5)中的刀具中心运动多项式，刀具与小轮相互啮合；然后刀具和小轮再运动到下一个相对位置，沿着刀具中心运动多项式重复运动，直到完成所有优化确定的小轮转角位置数据，此时完成小轮齿面的展成。

2.根据权利要求1所述的弧齿锥齿轮的全工序加工方法，其特征在于，大轮使用频率较高的一面(1)和小轮使用频率较高的一面(3)互相啮合；大轮另一面(2)和小轮另一面(4)互相啮合。

3.根据权利要求2所述的弧齿锥齿轮的全工序加工方法，其特征在于，大轮使用频率较高的一面(1)和小轮使用频率较高的一面(3)指正车面；大轮另一面(2)和小轮另一面(4)指倒车面。

4.根据权利要求1所述的弧齿锥齿轮的全工序加工方法，其特征在于，大轮齿面的接触迹线与小轮齿面的接触迹线互相啮合；大轮齿面上的接触斑点中心与小轮齿面上的接触斑点中心互相啮合。

5.根据权利要求1所述的弧齿锥齿轮的全工序加工方法，其特征在于，在步骤4)中确定小轮接触斑点中心处的二阶参数的具体步骤如下：先确定与大轮完全共轭的小轮接触斑点中心处的二阶参数，然后再根据预设的接触特性目标对小轮接触斑点中心处的二阶参数进行修正。

6.根据权利要求1所述的弧齿锥齿轮的全工序加工方法，其特征在于，在步骤5)中，对求解出的小轮使用频率较高的一面(3)的加工参数能够保证接触迹线上每个离散点的一阶参数以及接触斑点中心处的一阶参数和二阶参数；并且能够保证加工接触迹线上每个离散点时，刀盘顶圆与小轮根锥母线相切。

7.根据权利要求1所述的弧齿锥齿轮的全工序加工方法，其特征在于，在步骤6)中，对于求解出的小轮另一面(4)的加工参数能够保证接触斑点中心处的一阶参数和二阶参数。

8.根据权利要求1所述的弧齿锥齿轮的全工序加工方法，其特征在于，大轮使用频率较高的一面(1)上的接触斑点中心是大轮使用频率较高的一面(1)的接触迹线上的一点；小轮使用频率较高的一面(3)上的接触斑点中心是小轮使用频率较高的一面(3)的接触迹线上的一点。