[發明專利]一種擺線齒錐齒輪的加工方法

有效

• 申請號: 201410135434.2
• 申請日: 2014-04-04
• 公開（公告）號: CN103934513A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 毛世民;郭文超;李建剛
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: B23F9/00
• 分類號: B23F9/00;B23F21/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

技術領域

本發明屬于齒輪加工領域，具體涉及一種擺線齒錐齒輪的加工方法。

背景技術

擺線齒錐齒輪因其產形輪齒線為延伸外擺線而得名。該種齒輪為等高齒，采用平面產形輪連續分度(Face-hobbing)加工。擺線齒錐齒輪的加工方法主要有兩種，分別是德國克林根貝爾格(Klingelnberg)公司的分體刀盤法，瑞士奧利康(Oerlikon)公司的Spirac與Spiroflex法。

擺線齒錐齒輪假想平面產形輪產形面的成形原理：刀盤和產形輪各有一個滾圓，刀盤相對于產形輪的運動可看作是刀盤滾圓在產形輪滾圓上作純滾動，即刀盤滾圓直徑與產形輪滾圓直徑的比等于刀盤刀齒組數和產形輪齒數的比。當刀盤滾圓在產形輪滾圓上純滾動時，刀刃相對于產形輪掃出的曲面即為產形輪齒面，刀刃上的點在產形輪平面內的軌跡為延伸外擺線。被加工齒輪的齒面由產形輪齒面包絡而成。實際加工中，用機床搖盤代表產形輪，其刀盤刀齒分為若干組，每組至少有一個內刀和一個外刀，分別加工被加工齒輪的凸面和凹面。

擺線齒錐齒輪理論上可以加工出完全共軛的齒輪副，但為了實現實際要求的局部接觸，Klingelnberg采用機械結構極為復雜的分體刀盤，Oerlikon采用計算繁復的刀傾方法。目前，Klingelnberg將分體式刀盤和圓弧切削刃相結合，通過圓弧切削刃來進行齒高方向修形，通過改變內、外刀盤軸線偏心距來實現齒長方向的“鼓形”。

近十多年來，Gleason和Klingelnberg都發明了六軸聯動的數控錐齒輪機床，取消了機床搖盤，采用硬質合金尖齒條整體刀盤刀傾法加工擺線齒錐齒輪，部分機床可高速干切。但加工方法的理論基礎都沒有本質性的變化。

綜上所述，現有擺線齒錐齒輪加工方法主要有如下局限性：

1)Klingelnberg采用分體式刀盤，內外刀齒分別裝在兩塊獨立的刀體上，相互嵌入疊在一起，通過十字滑塊機構實現內外刀體偏心，結構極為復雜，設計加工難度大。分體式刀盤和十字滑塊結構導致機床剛性較差，同時，分體式刀盤不能進行高速干切加工；

2)Oerlikon采用刀傾法加工，克服“克”制缺陷，但機床增加刀傾刀轉機構，機床結構復雜且計算調整繁復；

3)傳統Klingelnberg和Oerlikon方法都不能直接指定接觸區的位置，需要反復試切，且齒輪副的接觸斑點和運動曲線控制困難。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供了一種擺線齒錐齒輪的加工方法，該方法采用整體式刀盤，無需刀傾即可加工擺線齒錐齒輪及準雙曲面齒輪。

為達到上述目的，本發明所述的擺線齒錐齒輪的加工方法包括以下步驟：

1)確定產形輪的基本參數，其中，產形輪齒數z₁為小輪齒數，z₂為大輪齒數；為齒輪副節錐角修正量，δ₀₁為小輪節錐角，δ₀₂為大輪節錐角；當所需加工的齒輪為錐齒輪時，產形輪中點半徑等于被加工齒輪副的中點錐距，產形輪的中點螺旋角等于被加工齒輪副的名義螺旋角；當所需加工的齒輪為準雙曲面齒輪時，產形輪中點半徑等于大輪的中點錐距，產形輪的中點螺旋角等于大輪的中點螺旋角；

2)確定產形輪與刀具的運動關系，其中，產形輪與刀具的運動關系為：