[發明專利]直齒錐齒輪包絡刨削成形方法

有效

• 申請號: 201510098123.8
• 申請日: 2015-03-06
• 公開（公告）號: CN104722851B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發明（設計）人: 李佳;李曉群;王鵬
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: B23F5/12
• 分類號: B23F5/12
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所12201
• 代理人: 李麗萍

1.一種直齒錐齒輪包絡刨削成形方法，其中，直齒錐齒輪的齒面由與理論齒面相切的多棱面構成，所述多棱面包括k個與理論齒面相切的包絡平面，相鄰包絡平面兩兩相交；數控刨床加工時，包括機床滑枕的主運動和四個跟隨運動，所述四個跟隨運動包括刀具跟隨主運動在機床X方向的移動、刀具跟隨主運動在機床Y方向移動、工件以ω₁的速度跟隨主運動的轉動、刀具以ω₂的速度跟隨主運動的擺動；其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、隨著工件的轉動，當某一包絡平面對應的圓錐母線的投影與工件軸線的投影在投影平面內共線時，在機床X方向和Y方向上調整刀具位置，并擺動刀具使刀具切削刃在投影平面上的投影與大端齒廓曲線在投影平面上的投影呈相切關系，即刀具切削刃與該一包絡平面在大端齒廓的邊界重合；

步驟二、完成上述調整，刀具切削刃通過復合運動沿著該包絡平面對應的圓錐母線掃掠形成該包絡平面；隨著工件轉動，當又一包絡平面對應的圓錐母線的投影與工件軸線的投影在投影平面內共線時，按照上述過程刀具切削刃通過復合運動沿著該包絡平面對應的圓錐母線掃掠形成該包絡平面；以此類推，形成k個包絡平面。

2.根據權利要求1所述直齒錐齒輪包絡刨削成形方法，其中，步驟一的具體內容包括：

工件轉動之前，在工件坐標系O-xyz中，坐標原點O與錐頂點重合，z軸與工件軸線重合，z軸方向由球心指向球面；x軸與基圓錐上球面漸開線起點處圓截面半徑平行，x軸方向沿圓心向外；y軸遵從右手定則；大端齒廓曲線方程為：

式(1)中，R為錐距，δ_b為基錐角，為形成球面漸開線的展開角，i為x軸的方向向量，j為y軸的方向向量，k是z軸的方向向量；

工件轉動后，通過坐標變換得到大端齒廓：

式(2)中，Δθ為工件轉過的角度；

投影平面方程為：

x_tRsinδcosθ+y_tRsinδsinθ+z_tRcosδ＝0??(3)

式(3)中，δ為節錐角，θ為投影平面內工件軸線投影與x軸投影間的夾角；

大端齒廓在該投影平面內的投影曲線為：

式(4)中，

在大端齒廓投影曲線上的點求導得到該點切線，該切線與工件軸線投影的夾角λ為：

λ=arccos[(xt′cosθ+yt′sinθ)cosδ+zt′sinδxt′2+yt′2+zt′2]]]>

式(5)中，x_t'為大端齒廓投影曲線方程在x方向的導數、y_t'為大端齒廓投影曲線方程在y方向的導數，z_t'為大端齒廓投影曲線方程在z方向的導數；

通過擺動刀具，使刀具切削刃投影與大端齒廓投影呈相切關系，刀具擺動角度β_n為：

βn=λn-γn=1λn-λn-1n>1---(6)]]>

式(6)中，n為第n次刨削，λ_n為第n條母線所對應的大端齒廓切線與工件軸線投影的夾角，λ_n-1為第n-1條母線所對應的大端齒廓切線與工件軸線投影的夾角，γ為刀具切削刃投影與工件軸線投影在投影平面內的夾角。