[发明专利]一种基于电子齿轮箱的连续展成磨齿齿面的扭曲补偿方法

说明书

本发明公开一种基于电子齿轮箱的连续展成磨齿齿面的扭曲补偿方法，其用于蜗杆砂轮磨齿机在磨削带齿向修形的斜齿轮时，保持所述砂轮的形状和A轴进给量不变，利用电子齿轮箱模型补偿B轴、C轴、X轴、Y轴和Z轴的进给量；步骤如下：建立工件坐标系和砂轮坐标系；基于所述工件坐标系和所述砂轮坐标系建立所述齿向修形齿面的齿面方程并设定一个与之相对应的假想扭曲齿面；分别对齿向修形齿面和假想扭曲齿面进行齿面网格化得到相应齿面上的各点位姿；计算两个齿面对应两点位姿的B轴、X轴、Y轴和Z轴的附加进给量；再利用电子齿轮箱模型补偿所述蜗杆砂轮磨齿机的B轴、C轴、X轴、Y轴、Z轴的进给量；提高了齿面扭曲补偿的精度和便捷度。

技术领域

本发明涉及齿轮制造技术领域中，尤其涉及一种基于电子齿轮箱的连续展 成磨齿齿面的扭曲补偿方法。

背景技术

齿轮作为重要的基础零部件，被广泛应用于汽车、船舶、工程机械、航空 航天、工业机器人等领域。连续展成磨齿(蜗杆砂轮磨齿)是齿轮精加工最常 用的工艺，不仅可以提高齿轮的生产率，还能提高齿轮加工的质量和精度。为 了改善渐开线齿轮的工作性能，例如载荷分布不均匀、啮合冲击大、工作噪声 大、润滑不良等问题，通常需要对齿面进行修形，齿轮齿面修形可以显著优化 齿面应力分布情况，提高齿轮的传动性能。但是，对于有齿向修形的斜齿面， 由于同一条接触迹上的磨削量相等，齿轮沿着齿向在同一截面不同半径处的磨 削量不相等，常常会造成齿面扭曲现象。

针对齿面扭曲现象请参见图1，V₁为渐开线齿面，V₂为齿向鼓形修形齿面， W₁为齿根圆，W₂为分度圆，W₃为齿顶圆；齿面扭曲是指齿轮端截面廓形沿着 齿向方向发生扭转的现象。蜗杆砂轮磨齿机的蜗杆砂轮磨削斜齿轮时，在啮合 过程中会形成无数条接触迹，并且同一条接触迹上的磨削量相等。如接触迹 A₂B₂，A₂点和B₂点的磨削量相等。如果被磨齿面是渐开线直齿面或者无齿向 修形的斜齿面，则整个齿面磨削量相等，无齿面扭曲发生。如果被磨齿面是带 齿向修形的斜齿面，则齿轮沿着齿向在同一截面不同半径处的磨削量不相等， 造成齿面扭曲。以齿向鼓形修形为例，假设修形曲线是抛物线，因为同一条接 触迹上的磨削量相等，则P点所在截面齿顶圆处A₁点的磨削量与P₁点的相等， 而齿根圆处B₁点的磨削量与P₂点的相等，所以造成该截面齿顶和齿根的磨削量 不等，依此类推，齿向方向各个截面齿顶和齿根的磨削量均不相等，齿面发生 扭转。

针对扭曲的齿面，采用的齿面扭曲补偿方法主要可以分为优化砂轮、优化 修形曲线、优化机床轴进给量三类。优化砂轮和优化修形曲线实现齿面扭曲补 偿的方法存在砂轮定制周期长、成本高，砂轮利用率低，补偿齿面扭曲效果有 限等不足。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够提高齿面扭曲补偿的精度和便捷度，弥补 传统通过优化砂轮来补偿齿面扭曲存在的砂轮定制周期长、成本高、砂轮利用 率低等不足的基于电子齿轮箱的连续展成磨齿齿面的扭曲补偿方法。

本发明采用以下技术方案实现：一种基于电子齿轮箱的连续展成磨齿齿面 的扭曲补偿方法，其用于蜗杆砂轮磨齿机在磨削带齿向修形的斜齿轮时，保持 所述砂轮的形状和所述蜗杆砂轮磨齿机的A轴进给量不变，利用电子齿轮箱模 型补偿所述蜗杆砂轮磨齿机的B轴、C轴、X轴、Y轴和Z轴的进给量，使所 述斜齿轮的连续展成磨齿齿面的扭曲程度得到改善，接近期望得到的磨齿齿面， 所述期望得到的磨齿齿面定义为齿向修形齿面；所述蜗杆砂轮磨齿机磨削用的 砂轮固定在B轴上，定义B轴为所述砂轮的主轴，待加工的工件固定在C轴上， 定义C轴为所述工件的主轴；X轴为所述砂轮的径向进给轴，Y轴为所述砂轮 的切向进给轴，Y轴和A轴构成刀架的主要部件，A轴为所述刀架的摆动轴， Z轴为所述刀架的轴向进给轴；

所述扭曲补偿方法包括步骤：