[发明专利]一种圆弧齿线齿轮加工方法

说明书

本发明公开一种圆弧齿线齿轮加工方法。采用圆弧铣刀盘对圆弧齿线齿轮加工，使圆弧铣刀盘轴线与齿坯轴线垂直，并位于齿坯宽度方向的中截面上，以加工出对称的轮齿；圆弧铣刀盘的刀齿绕具有倾角的刀盘旋转形成切削锥面，该运动是切削的主运动；铣刀盘在旋转的同时，刀盘中心也绕着产形轮轴线作转动，同时工件按照滚比关系进行摆动，铣刀盘中心的摆动和工件转动形成展成运动；刀盘正转切削出完整的一个齿槽，主轴进行让刀，分度机构转动一个齿距，铣刀盘和工件进行返程展成，再次切削下一个齿槽，直至加工出所有轮齿。该方法加工出的圆弧齿线齿轮可提高轮齿强度，通过双面法展成和铣刀盘往返程两次切削，大大提高了加工效率。

技术领域

本发明属于齿轮传动技术领域，特别涉及一种圆弧齿线齿轮加工方法。

背景技术

现代齿轮传动正朝着高速重载的方向发展，对齿轮副的强度、振动和噪声提出了更为苛刻的要求。圆弧齿线齿轮是一种沿圆弧齿线凹凸接触的平行轴齿轮传动，中截面齿形为标准渐开线，齿厚从中间向两端逐渐减小，具有重叠系数大、无轴向力、传动效率高、弯曲强度大、接触强度好等优点；与渐开线齿轮相比，齿面接触强度和齿根弯曲强度提高了约20％和10％，是一种颇具潜力的齿轮传动形式，能够满足传动平稳、振动噪声低、寿命长、低安装精度等要求，具有广阔的应用前景。

圆弧齿线齿轮的加工方法有：大刀盘圆拉切齿法、双面法、单面法、双刀盘法等。采用这些方法加工该新型齿轮，在生产效率、齿轮啮合性能等方面存在明显的差异。美国格里森公司采用大刀盘圆拉切齿法加工圆弧齿线齿轮，加工效率和精度得到显着的提高。采用双面法时，轮齿凹凸两侧同时切出，加工效率高，但齿向相对曲率差大，接触区小，承载能力差；单面法是先用双面法加工出大轮，再分别调整刀盘半径加工配对小轮，其实质是通过刀盘半径差沿齿向修形，达到减小齿向相对曲率差，甚至是完全共轭的目的；但由于采用两把刀盘，成本增加，加工效率低，安装调整繁琐。发明专利CN101293288A中提出了采用具有刀倾的直线刃铣刀盘，通过假想产形齿轮的方法来加工圆弧齿线齿轮，该方法能够控制啮合齿面的失配量，但存在着两方面问题：

1)切削刃为直线，且采用假想产形齿轮加工，不可避免会产生传动误差，且随假想产形轮齿数的减小而增大。

2)因其采用标准刀齿，齿轮的齿厚无法得到精确控制。

发明内容

为了解决圆弧齿线齿轮存在着凹面和凸面的曲率半径差较大，接触面积小和齿面接触强度差等问题，本发明提供了一种圆弧齿线齿轮加工方法，基于假想产形齿轮的概念，采用双面展成圆弧齿线齿轮，减小啮合齿面间的曲率差，提高啮合性能。该方法加工出的圆弧齿线齿轮可提高轮齿强度，通过双面法展成和铣刀盘往返程两次切削，大大提高了加工效率。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种圆弧齿线齿轮加工方法，包括以下步骤：

采用圆弧铣刀盘对圆弧齿线齿轮加工，使圆弧铣刀盘轴线与工件轴线垂直，并位于工件宽度方向的中截面上，以加工出对称的轮齿；圆弧铣刀盘的刀齿绕回转轴旋转形成切削锥面，铣刀盘是具有一定的刀倾角，铣刀盘的旋转运动是切削的主运动；铣刀盘在旋转的同时，铣刀盘中心也绕着摆动中心作摆动，同时工件按照滚比关系进行转动，铣刀盘中心的摆动和工件转动形成展成运动；铣刀盘正转切削出完整的一个齿槽后，铣刀盘主轴进行让刀，分度机构将工件转动一个齿距，铣刀盘和工件进行返程展成，再次切削下一个齿槽，直至加工出所有的轮齿。

优选地，所述的圆弧铣刀盘的齿形是由曲线刃和刀顶圆弧组成的，曲线刃的基本齿形为渐开线，是通过齿条刀展成的渐开线齿形，进一步进行齿廓修形；刀顶圆弧是连接曲线刃和刀顶刃，根据刀顶圆弧和渐开线的连续相切条件计算出圆弧的圆心位置和半径；将铣刀盘倾斜后，改善节点处铣刀盘的内、外刀齿形的压力角。