[發明專利]基于偏心齒輪修正的高精度滾齒機

在審

• 申請號: 201410819713.0
• 申請日: 2014-12-25
• 公開（公告）號: CN104439553A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 査世梁;査謙;盧茂庚;楊東;章根國;羅寶華;陳勇;周振華;黎章有;王小兵;鄧謙
• 申請（專利權）人: 貴州中電振華精密機械有限公司;深圳振華亞普精密機械有限公司
• 主分類號: B23F23/08
• 分類號: B23F23/08;B23F23/10
• 代理公司: 貴州啟辰知識產權代理有限公司 52108
• 代理人: 趙彥棟;唐斌

技術領域

本發明涉及一種基于凸輪修正精度的滾齒機，特別是涉及一種滾齒機的凸輪傳動結構。

背景技術

以重慶理工大學特聘教授、國家科技進步一等獎獲得者和子康和國家發明專利金獎獲得者彭東林教授為首的團隊，經過多年不懈的努力、完善和提高，所研制的FMT系統（全微機化傳動誤差分析系統）配合高精度光柵就能對各種傳動鏈進行精密測量和諧波分析，他們利用偏心齒輪和凸輪機構抵消了滾齒機中錐齒輪誤差、分度蝸桿誤差和分度蝸輪的誤差，成功地將多臺普通級滾齒機精化成高精度蝸輪母機，并且加工出三級精度的蝸桿副。具體修正方法詳見《基于誤差傳遞理論和誤差修正技術的高精度蝸輪母機研制》（《機械工程學報》第47卷第9期）。

現有技術能快速低成本地把普通滾齒機精化成高精度蝸輪母機，在我國高精度蝸輪母機已停產多年且暫無生產廠家，國家又急需的情況下無疑是個難得的好技術。但是在提升滾齒機精度的同時，令滾齒機失去了滾切齒輪的功能。這是該技術的最大不足。這是當時精化滾齒機的唯一目的就是加工高精度蝸輪，因此對失去滾齒功能未予關注所致。

現有技術失去滾切齒輪功能的原因可以從附圖一中看出：

附圖一為Y3180H滾齒機精化后的傳動原理示意圖。只有當凸輪的轉速與分度蝸輪同步時，才能利用凸輪機構來消除蝸輪的誤差。現有技術為了讓凸輪與分度蝸輪同步，改變了（軸向）走刀掛輪a”b”等齒輪的齒數，這樣一來，雖然解決了同步問題，卻令（軸向）走刀量大于9.4。顯然如此大的走刀量不可能用于加工齒輪但卻可以加工蝸輪，因為加工蝸輪時通常采用徑向進給而不需要軸向走刀。

高精度滾齒機中的錐齒輪多數是經磨齒和研齒加工的三級精度齒輪；而國產普通級滾齒機中的錐齒輪則由于淬火后僅經跑合便裝配使用，其精度與三級相去甚遠，是滾齒機中傳動誤差的主要來源，不同品牌的滾齒機其傳動誤差均不相同。但它們均有四大誤差：分度蝸輪誤差、錐齒輪誤差、刀桿誤差和分度蝸桿誤差。通常在大傳動比時測量，分度副的誤差往往是主要部分，錐齒輪誤差次之；而在小傳動比時測量，刀桿誤差和錐齒輪誤差都有可能成為最大的誤差，但目前對滾齒的精度修正并沒有重視刀桿誤差，通常刀桿的安裝誤差值控制在兩絲以內。由于刀桿誤差未能消除，因此前述滾齒機的傳動精度尚未達到最高水平，而且由于刀桿誤差的存在，每換一種傳動比都要換一個新的凸輪，而換凸輪都需要動用FMT系統與精密光柵配合。

人們通常認為滾齒都是粗加工，其后尚有珩、磨等工序。實際上現有國產普通級滾齒機的精度保持性差，使用一段時間后精度快速下降，所切齒輪淬火后的精度低至十級甚至更低；（自由）珩不可能消除齒距累積誤差，要提高齒輪運動精度只能靠磨齒。磨齒工序由于磨前齒距累積誤差大、磨削余量大而增大砂輪消耗與工時延長、成本上升的缺點在單件、小批量生產時不易顯現或者可以容忍；但在大批量生產時，有的單位就不得不耗巨資引進強迫珩齒機或高精度滾齒機。除此之外，國產普通級滾齒機多數采用ZN（法向直廓）型或ZK（錐面包絡）型圓柱蝸桿副作為分度副，其工作轉速較國外的ZI（漸開線）型圓柱蝸桿副低，因此，滾齒機的生產效率也較低。ZN、ZK和ZI型因其母線均為直線，因此通稱直紋圓柱蝸桿副。與曲紋ZC型圓柱蝸桿副相比，直紋圓柱蝸桿副存在承載能力低、精度保持性差及傳動效率低等不足之處。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：針對普通滾齒機精化成高精度蝸輪母機后不能加工齒輪的問題，提供了一種具有滾齒功能的精細化滾齒機。

本發明的技術方案是：

一種基于偏心齒輪修正的高精度滾齒機，包括分度蝸輪、刀具、進給掛輪組、差動掛輪組和分齒掛輪組，分齒掛輪組包括凸輪、擺桿和放大比調整齒輪，其特征在于：凸輪不和凸輪軸連接，而是通過同步齒輪組和凸輪軸聯接，同步齒輪組使凸輪和分度蝸輪具有相同的轉速。

同步齒輪組包括四個齒輪，其中一號齒輪和凸輪同軸連接，并空套在凸輪軸上，二號齒輪和一號齒輪嚙合并和四號齒輪同軸安裝，四號齒輪和三號齒輪嚙合，三號齒輪安裝在凸輪軸上。

刀具通過刀桿和齒輪同軸安裝，刀桿與齒輪之間的軸線同心度誤差小于1微米。

分度蝸輪所在的蝸桿結構為ZC型圓柱蝸桿副。

本發明的有益效果：

1．保持或恢復滾切齒輪的功能。在精化滾齒機時，在選擇適合精切齒輪的走刀量后，通過在凸輪軸上增加二對或多對齒輪（參閱附圖二），令凸輪與分度蝸輪同步；從而實現了在提高滾齒機精度的同時，還保持滾切齒輪的功能。