[發明專利]一種非圓柱齒輪的齒坯等轉角插削方法

有效

• 申請號: 201410398549.0
• 申請日: 2014-08-14
• 公開（公告）號: CN104259583A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 韓江;夏鏈;劉有余;李大柱
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: B23F15/02
• 分類號: B23F15/02
• 代理公司: 合肥金安專利事務所 34114
• 代理人: 金惠貞

技術領域

本發明屬于齒輪制造領域，尤其是在工作半徑變化的輪上制齒領域，涉及一種非圓柱齒輪的齒坯等轉角插削方法。

背景技術

非圓柱齒輪主要運用在兩軸變比傳動中，可實現主動機構和從動機構的非線性關系，它的節曲線形狀是按運動要求設計的，和其他得到非勻速的機構相比，具有明顯優點，非圓柱齒輪技術產生于20世紀30年代，在工程機械、機床、汽車、航空航天等領域都有應用，非圓柱齒輪傳動是指傳動中至少有一個齒輪的節曲面不是旋轉曲面的齒輪傳動，應用優勢明顯，當前工業應用常采用線切割技術加工非圓柱齒輪，線切割不僅效率低下，且難以不經改造即用于非圓柱斜齒輪的加工。

滾齒、插齒是齒輪（包括非圓柱齒輪）高效加工的首選方法。現有技術中公開了非圓柱齒輪六軸五聯動對角滾切方法，公開了非圓柱齒輪七軸六聯動對角滾切方法。這兩種方法采用數控滾齒技術均可加工節曲線外凸的外嚙合非圓柱齒輪，但不能加工內嚙合非圓柱齒輪及部分節曲線內凹的外嚙合非圓柱齒輪，這是由于滾刀軸線為直線，必將導致齒廓過切變形。

發明內容

只要插齒刀節圓半徑小于非圓柱齒輪節曲線最小曲率，任何非圓柱齒輪均可正確插制，故插齒工藝范圍更寬，對內嚙合非圓柱齒輪及部分節曲線內凹的外嚙合非圓柱齒輪是一種較好的加工方法。鑒于此，本發明提供一種非圓柱齒輪的齒坯等轉角插削方法。本發明以齒坯角速度為基準頻率，插刀回轉軸和插刀與齒坯的回轉中心連線軸對其聯動。

本發明的目的是通過下述技術方案實現的。

一種非圓柱齒輪的齒坯等轉角插削方法是將齒坯固定在數控插齒機的工作臺上實施操作，所述插齒機包括工作臺、主軸和插齒刀。所述工作臺帶動所述齒坯旋轉，且工作臺在單位時間內以恒定角速度轉動；所述主軸帶動所述插齒刀旋轉，且主軸以變角速度轉動；所述插齒刀的分度圓與所述齒坯節曲線相切并作純滾動，同時，所述主軸以變線速度在沿插齒刀和齒坯的回轉中心連線方向移動形成所述齒坯節曲線，所述插齒刀在豎直面內沿Z軸向移動形成齒坯全齒。

對于插制外嚙合非圓柱直齒輪，所述工作臺帶動所述齒坯作恒定角速度運動，所述主軸帶動所述插齒刀作變角速度運動，同時所述主軸在沿插齒刀和齒坯的回轉中心連線方向作變線速度運動，所述主軸的兩個速度根據式（1）確定，

??????????（1）

???式（1）中，為所述齒坯節曲線極徑；為所述齒坯極角；為所述插齒刀節圓半徑；；；其中和對應與非圓柱節曲線極坐標方程中的極徑和極角；為主軸在齒坯回轉中心和插刀回轉中心連線上的移動速度，為主軸的回轉角速度，為工作臺的回轉角速度；和分別為插削加工進行到節曲線的極角時，和與之間的速比系數。

對于插制外嚙合非圓柱斜齒輪，所述工作臺帶動所述齒坯作恒定角速度運動，所述主軸帶動所述插齒刀作變角速度運動，同時所述主軸在沿插齒刀和齒坯的回轉中心連線方向作變線速度運動，所述主軸的兩個速度根據式（2）確定，

????（2）

???式（2）中，為所述齒坯節曲線極徑；為所述齒坯極角；為所述插齒刀節圓半徑；為非圓柱齒輪的螺旋角；；；其中和對應與非圓柱節曲線極坐標方程中的極徑和極角；為主軸在齒坯回轉中心和插刀回轉中心連線上的移動速度，為插刀軸的回轉角速度，為工作臺的回轉角速度，為插刀在Z軸方向的移動速度；和分別為插削加工進行到節曲線的極角時，和與之間的速比系數，為插削加工進行到節曲線的極角時，與之間的速比系數。插齒刀螺旋線旋向與插齒刀轉動方向一致時取“-”，反之取“+”。

對于插制內嚙合非圓柱直齒輪，所述工作臺帶動所述齒坯作恒定角速度運動，所述主軸帶動所述插齒刀作變角速度運動，同時所述主軸在沿插齒刀和齒坯的回轉中心連線方向作變線速度運動，所述主軸的兩個速度根據式（3）確定，

??????????（3）

???式（3）中，為所述齒坯節曲線極徑；為所述齒坯極角；為所述插齒刀節圓半徑；；；其中和對應與非圓柱節曲線極坐標方程中的極徑和極角；為主軸在齒坯回轉中心和插刀回轉中心連線上的移動速度，為主軸的回轉角速度，為工作臺的回轉角速度；和分別為插削加工進行到節曲線的極角時，和與之間的速比系數。

對于插制內嚙合非圓柱斜齒輪，所述工作臺帶動所述齒坯作恒定角速度運動，所述主軸帶動所述插齒刀作變角速度運動，同時所述主軸在沿插齒刀和齒坯的回轉中心連線方向作變線速度運動，所述主軸的兩個速度根據式（4）確定，

????（4）