[發明專利]基于延伸全齒高強度設計的單頭錯齒微小型滾刀

無效

• 申請號: 201210009275.2
• 申請日: 2012-01-13
• 公開（公告）號: CN102528176A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 王西彬;劉佳;紀廣波;解麗靜;焦黎;劉志兵;周家花
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: B23F21/16
• 分類號: B23F21/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種新結構錯齒滾刀的設計方法，是專門針對模數m≤0.05mm的微小型漸開線齒輪的高精加工而進行的滾刀結構的創新設計。

背景技術

模數小于0.1mm的齒輪一般稱為微小型齒輪，在航空、航天、兵器等領域中的微小型精密傳動、精密儀器、靈巧機構及微機電系統中，經常使用這種微小型齒輪。微小型齒輪的加工精度將直接影響系統總體的精度和性能。

滾齒是目前齒輪加工中用的較多的一種加工方法，生產效率高，使用普遍。滾刀和滾齒設備是滾齒加工方法的核心組成部分，是保證齒輪加工齒形精度的關鍵。微小型滾刀的合理設計是加工出高精度微小型齒輪的基礎和前提。

模數大于或等于0.1mm的滾刀，可以通過查詢國家標準、運用傳統公式進行設計，但是對于模數小于0.1mm的滾刀，它與普通滾刀有很大的區別。當滾刀尺寸縮小以后，齒根部鏟磨愈加困難，加工誤差變大，而且微型滾刀壽命短，磨損以后不易重磨。因此對于微小型滾刀的設計，解決上述問題仍是一個難題。

發明內容

針對微小型滾刀齒根部鏟磨困難、尺寸縮小以后加工誤差變大及其壽命短、磨損以后不易重磨的缺點，提出一種新結構微小型齒輪滾刀——延伸單頭錯齒微小型滾刀，并且基于強度理論設計計算延伸齒的全齒高，其基本原理為滾刀采用單頭結構，滾刀齒長向滾刀內側延伸，每隔一個刀齒去掉一個刀齒。如附圖1所示，圖(a)為延伸單頭錯齒微小型滾刀第2i排刀齒的法向截形與正常齒滾刀的法向截形對比圖，圖(b)為延伸單頭錯齒微小型滾刀第2i+1排刀齒的法向截形與正常齒滾刀的法向截形對比圖，由圖可知，延伸單頭錯齒微小型滾刀的法向齒距是正常齒滾刀法向齒距的兩倍。

附圖說明

附圖1為延伸單頭錯齒微小型滾刀與正常齒單頭滾刀法向齒形對比圖。

附圖2為模數0.05mm延伸單頭錯齒微小型滾刀法向齒形圖。

附圖3為滾刀單個刀齒受力的三個方向分力的示意圖。

附圖4為滾刀刀齒xy平面內的受力簡圖，b_a為刀齒齒頂寬，b_f為刀齒齒根寬，h₀為刀崗全齒高。

附圖5為滾刀刀齒yz平面內的受力簡圖，a_α為頂刃后角。

具體實施方式

本發明以加工下述參數的漸開線齒輪為例進行延伸單頭錯齒滾刀的結構設計：

模數m_n＝0.05mm，變位系數ξ＝0，螺旋升角β＝0°，分度圓壓力角α_n＝20°，齒頂高系數徑向間隙系數c^*＝0.35，厚度B＝0.4mm。

采用延伸單頭錯齒法設計所需結構的微小型齒輪滾刀，滾刀材料為YG6X，設計出的滾刀法向齒形如附圖2所示，齒高向滾刀內側延伸，雖然“延伸齒”的思想類似于非全切式滾刀，但傳統的非全切式齒輪滾刀全齒高取值只是借助經驗公式，并未給出其取值的理論解釋，在此給出延伸單頭錯齒微小型滾刀全齒高h₀的理論推導計算過程如下：

將滾刀刀齒簡化為附圖3所示的懸臂梁，在附圖4、附圖5中，根據強度理論，可以推導出