[發明專利]外擺線齒線齒條的加工方法

無效

• 申請號: 201010175718.6
• 申請日: 2010-05-19
• 公開（公告）號: CN101844253A
• 公開（公告）日: 2010-09-29
• 發明（設計）人: 鄒旻;祝海林
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: B23F5/20
• 分類號: B23F5/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種齒條的加工方法，具體地說是一種齒線的形狀為外擺線的齒條的加工方法。

背景技術

齒輪齒條傳動是轉換直線運動與回轉運動及傳遞動力最基礎的零件之一，其傳動平穩、工作可靠、效率高、功率與速度范圍大、壽命長，因此齒輪齒條傳動在各類機械設備中應用廣泛。

但是目前應用在齒輪齒條傳動中的齒條，按齒線形狀分，只有直齒、斜齒兩種。直齒齒條與齒輪嚙合時存在沖擊、重合度小，不適宜于高速場合。斜齒齒條與齒輪嚙合時，存在軸向力。

發明內容

本發明針對現行直齒、斜齒兩種齒條存在的不足，提供了一種外擺線齒線齒條的加工方法，用該方法加工成型的外擺線齒線齒條的寬度較窄、接觸面間的綜合曲率小、綜合曲率半徑大且承載能力高。

本發明采用的技術方案是：將刀盤安裝在移動的拖板上面，刀盤為雙層結構，上層的內刀盤上安裝內刀，下層的外刀盤上安裝外刀，內刀盤和外刀盤之間以十字滑塊聯軸器聯接，內刀和外刀沿圓周方向間隔安裝，使內刀和外刀的軸線互相不重合，刀盤繞自身軸線自轉的同時隨拖板移動；齒條坯分度線與刀盤的位置相對應，齒條坯的速度等于拖板移動的速度；刀盤相對拖板的運動為一半徑為r的發生圓沿一基線作純滾動，刀盤刀刃上的點相對于拖板的運動，加工形成齒條的外擺線齒線。

上述方案中，調整拖板移動的速度和刀盤回轉的角速度，可以改變外擺線齒線的曲率。

本發明的有益效果是：

1、通過調整刀盤轉速和拖板移動的速度，可以改變齒線的曲率；通過調整內、外刀頭的回轉半徑，實現了外擺線齒線齒條的鼓形齒嚙合。

2、可采用硬質材料作刀頭直接切削加工硬齒面齒輪，刀頭和刀盤可分離，刀具維護成本低。

3、加工成型的外擺線齒線齒條的共軛齒面分別為凸面和凹面，因此它與對應的擺線齒線圓柱齒輪嚙合時，接觸面間的綜合曲率小、綜合曲率半徑大、重合度大、傳動平穩、承載能力高。

附圖說明

圖1為本發明的加工示意圖；

圖2為圖1的輪齒成型原理示意圖；

圖3為圖1中刀盤3的結構圖；

圖4是圖3的機構運動簡圖；

圖5是由圖3形成的鼓形齒嚙合示意圖。

圖中：3.刀盤，3-1.內刀盤，3-2.外刀盤，4.拖板，5.齒條坯，6.發生圓，7.基線，8.外擺線齒線，9.內刀，10.外刀，11.十字滑塊聯軸器。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步的說明。

如圖1所示，加工輪齒時，將刀盤3安裝在移動的拖板4上面，拖板4移動的速度為V，刀盤3在繞自身軸線自轉的同時隨拖板4移動。齒條坯5的分度線與刀盤3的位置相對應，并且齒條坯5的速度等于拖板4移動的速度V。

如圖2，輪齒成型時，刀盤3相對拖板4的運動為一半徑為r的發生圓6沿一基線7作純滾動，因此刀盤3刀刃上的點相對于拖板4的軌跡為長幅外擺線，也就是，刀盤3刀刃上的點相對于拖板4的運動便加工形成齒條的外擺線齒線8。拖板4移動的速度V、刀盤3回轉的角速度ω₀、發生圓的半徑r三者之間具有以下關系：V＝ω₀r，因此，通過調整拖板4移動的速度V和刀盤3回轉的角速度ω₀的值，可以改變發生圓半徑r的大小。當拖板4的移動速度V選定以后，如果刀盤回轉角速度ω₀增大，則發生圓半徑r的值就減??；反之，發生圓半徑r的值就增大。因此，不同半徑r的發生圓對應不同的外擺線8的形狀，據此可改變外擺線齒線8的曲率。

如圖3所示，刀盤3為雙層結構，上層為內刀盤3-1，下層為外刀盤3-2，內刀盤3-1上安裝內刀9，外刀盤3-2上安裝外刀10。內刀9和外刀10沿圓周方向間隔安裝，內刀9的軸線O1和外刀10的軸線O2互相不重合。

參看圖4，內刀盤3-1和外刀盤3-2之間通過十字滑塊聯軸器11聯接。由于內刀9的軸線O1和外刀10的軸線O2不重合，所以內刀9和外刀10的刀刃的回轉半徑不同。因此，如圖5所示，假想擺線齒條的凸齒面齒線的曲率半徑ρ′_A和凹齒面齒線的曲率半徑ρ′_T也不同，這樣，加工得到的齒輪凸、凹齒面上齒線的曲率半徑便不一樣，這可使齒輪副實現鼓形量為C的鼓形齒接觸。

外擺線齒線齒條與齒輪嚙合在理論上是點接觸，但受載變形后，接觸點擴展為接觸區，而且可通過調整內、外刀刃的回轉半徑，對接觸區的位置和尺寸進行修正。