[發明專利]機加工內錐齒輪的方法

有效

• 申請號: 201480050323.X
• 申請日: 2014-08-27
• 公開（公告）號: CN105531058B
• 公開（公告）日: 2019-01-08
• 發明（設計）人: M·J·博爾茲;H·J·斯塔特費爾德
• 申請（專利權）人: 格里森工場
• 主分類號: B23F1/02
• 分類號: B23F1/02;B23F1/06;B23F15/00;F16H55/17;F16H1/32
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 江漪

本發明涉及一種機加工內錐齒輪(22)的方法，該方法包括提供可繞刀具軸線旋轉的至少一個刀具(42、44)，其中，刀具包括具有周緣(49)的盤狀刀體(43)和繞周界布置的至少一個材料去除表面(45,47)。刀具相對于齒輪旋轉和進給以實現至少一個齒面的加工，其中，加工以非展成的方式進行。所述內錐齒輪根據用于展成匹配的外齒輪的互補的加工設定來制造，并且所述內錐齒輪具有大于90度的節錐角，由此其具有朝向齒輪軸線指向內的各齒。

本申請要求2013年9月12日提交的美國臨時專利申請第61/876,859號的權益，在此以參見的方式引入該專利申請的全文內容。

技術領域

本發明涉及錐齒輪，并且尤其是涉及內錐齒輪。

背景技術

高減速變速器可以用以不等于180°的軸間角彼此面對的錐環齒輪實現(例如，授予Lemanski的US 7,147,583)。被稱為周環式變速器的這種變速器包括包含高減速比、高齒重合度以及章動/旋轉齒輪機構的系統，該章動/旋轉齒輪機構包含嚙合共軛錐環齒輪或端面齒輪副。例如，圖1所示的周環式變速器2具有輸入軸4，輸入軸4連接到以章動角傾斜的軸承6。軸承的外環連接到在兩端面上具有齒的周環運動轉換器8。周環運動轉換器8上的齒數與剛性連接到殼體12的反作用控制構件10的齒數相差1至4之間。輸入軸4的每次旋轉將引起周環運動轉換器8的章動運動，周環運動轉換器8在左側與反作用控制構件10嚙合，而在右側與輸出齒輪14嚙合。輸出齒輪14具有與反作用控制構件10相同的齒數。

如果周環運動轉換器8上的齒數比反作用控制構件10(和輸出齒輪14)的齒數多例如2個，則輸入軸4的每次旋轉將使輸出軸16(其剛性連接到輸出齒輪)旋轉2個齒距(即，2個齒)。如果輸出齒輪上的齒數例如是54，則傳動比是i＝360°/[(360°/54)*2]＝27(或27x1)。這表明，章動周環運動轉換器的原理可以在具有數量少的轉動件的非常緊湊布置中實現非常高的減速。周環運動轉換器8的齒與反作用控制構件10以及輸出齒輪14的齒之間的重合度非常高。可能的是，5個或5個以上的齒參與運動傳動，這使相當小的齒輪能夠用于高轉矩傳動。周環運動轉換器8的低旋轉運動將使齒嚙合過程中因摩擦引起的能量損耗降到最小并因此導致高傳動效率。

能夠引入在剛性連接到反作用控制構件10的殼體部件12與輸入軸4之間的額外旋轉。這種運動可以通過具有由電子電路控制的變速控制裝置的電動機18致動。這種添加有效地將高減速傳動轉換成無級變速傳動。

如上所述的變速器還沒有實現為實際工業應用中的生產單元。僅原型已經使用具有球頭端銑刀的加工中心加工出來，這需要非常長的加工時間并適合驗證該傳動原理的想法的需求。還作出了解釋齒輪、尤其是周環運動轉換器8的工業化、成本有效加工的障礙的下列觀察報告。

反作用控制構件10和周環運動轉換器8的節錐頂點在兩個齒輪構件的軸線交點處重合，這由物理定律給出。這種類型的布置用圖2(a)和2(b)的齒輪20、22表示。如果兩個面對的環形齒輪組合的齒數不同(如在周環變速器2中)，則這也是正確的。如果兩個面對的錐環齒輪具有在178°與175°之間的軸間角，則節錐可以如圖2(b)所示畫出，這意味著反作用控制構件10(和輸出齒輪14)是外環形齒輪，而周環運動轉換器8在兩端面上具有內錐齒輪。為了討論的目的，外錐齒輪被認為是那些具有小于90度的節錐角、由此具有遠離齒輪軸線指向外的各齒的齒輪。內錐齒輪被認為是那些具有大于90度的節錐角、由此具有向齒輪軸線指向內指的各齒的齒輪。

因為刀具必須從齒輪的背面(圖2c和2d)接近齒并將展成齒而不是槽，因此不能按常規加工內螺旋錐齒輪。結果將是內齒輪的完全損壞。即使能夠(根據錐齒輪展成原理)從正面(圖2c)切削內齒輪，但圓形刀具軌跡將導致二次切口并引起切斷，這將損壞在切削區的相反側處的齒(例如，圖6，干涉區域)。