[發明專利]一種面齒輪磨齒方法

有效

• 申請號: 201310163500.2
• 申請日: 2013-05-07
• 公開（公告）號: CN103264198A
• 公開（公告）日: 2013-08-28
• 發明（設計）人: 毛世民;曾新宇
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: B23F5/02
• 分類號: B23F5/02
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

技術領域：

本發明涉及一種齒輪加工方法，特別涉及一種面齒輪磨齒方法。

背景技術：

面齒輪傳動是圓柱齒輪與錐齒輪嚙合實現相交或相錯軸之間的一種傳動。與錐齒輪相比，面齒輪傳動具有重合度大、穩定性好、震動小、易于安裝、結構緊湊、制造成本低等優點。尤其在航空領域，面齒輪傳動在減速器中的應用表現突出，國外已將其成功用于直升機傳動系統。

目前國內對面齒輪的加工方法大多為插齒加工，加工出的面齒輪精度較低，承載能力較差，不能滿足航空器械的傳動要求，為了提高面齒輪綜合傳動性能，一般需對面齒輪進行熱處理，熱處理后的齒面會變形且硬度很高，需要磨齒加工。對于面齒輪磨齒加工，國內外有蝸桿砂輪磨削方法，成形砂輪磨齒法和格里森公司的Coniface磨齒法。

圖1是蝸桿砂輪磨削加工，蝸桿砂輪齒面法向截形與面齒輪配對圓柱齒輪的軸向截形一樣，面齒輪與蝸桿砂輪按一定速比轉動，蝸桿砂輪如同圓柱齒輪漸開線齒面包絡出面齒輪，為了加工整個齒寬方向齒面，蝸桿砂輪還需沿齒寬方向做進給運動。由于是連續磨削其加工效率較高，但是蝸桿砂輪形狀復雜，價格昂貴且修正費時耗力。

圖2是成形砂輪磨齒加工，成形砂輪法向截面輪廓與對應圓柱齒輪軸向截面輪廓相同，面齒輪與成形砂輪按一定速比轉動加工，成形砂輪如同圓柱齒輪單個齒包絡出面齒輪，可同時加工面齒輪的兩個齒面，為了加工整個齒寬方向齒面，成形砂輪還需沿齒寬方向反復做進給運動，故其加工效率比較低，且刀具通用性差。

圖3是格里森公司的Coniface磨齒法，其原理是平面大砂輪繞著虛嚙合的圓柱齒輪軸線擺動，擺動過程中砂輪磨削平面始終與圓柱齒輪漸開線齒面相切，同時被加工的面齒輪繞自身軸線轉動，為了在加工過程中讓砂輪平面更接近圓柱齒輪漸開線齒面來包絡出面齒輪，Coniface磨齒法對面齒輪的轉角做了微量修改，即面齒輪與圓柱齒輪嚙合不再是恒定傳動比，其滾比引入高階系數，類似錐齒輪變性法加工。該方法克服了前述兩種方法的不足，但加工出的面齒輪與圓柱齒輪的接觸斑不易控制。

發明內容：

為了解決以上技術問題，本發明提供一種面齒輪磨齒方法。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種面齒輪磨齒方法，所述面齒輪固定安裝在機床C軸旋轉軸上，所述機床C軸旋轉軸安裝在機床X軸上，所述機床X軸安裝在機床水平床身上；對面齒輪進行磨齒的砂輪安裝在機床A軸擺動軸上，所述機床A軸擺動軸安裝在機床Z軸上，所述機床Z軸安裝在機床Y軸上，所述機床Y軸安裝在機床豎直床身上；工作時，機床X軸、Y軸、Z軸在三個方向分別做平移運動，面齒輪隨機床C軸旋轉軸繞自身軸線旋轉，所述砂輪隨機床A軸擺動軸而擺動。

作為本發明的優選實施例，所述砂輪在擺動的過程中，繞著虛嚙合的圓柱齒輪軸線擺動，且擺動過程中，砂輪磨削面始終與圓柱齒輪漸開線齒面相切。

作為本發明的優選實施例，所述機床A軸擺動軸和機床C軸旋轉軸之間滿足如下關系：

C/A=NfφsNs(φs+θs+θos),]]>

其中，N_s與N_f分別為虛嚙合直齒輪與面齒輪的齒數，φ_s為直齒輪的轉角，θ_s為齒面漸開線展角，θ_os為基圓齒槽半角，A表示加工時機床A軸的轉角，而C表示機床C軸的轉角。

作為本發明的優選實施例，所述砂輪在擺動的同時還沿面齒輪上選取的移動路徑平移，所述移動路徑是圓柱齒輪包絡的面齒輪上與圓柱齒輪接觸線上的點連接形成。