[發(fā)明專利]大齒輪基于模具成型的擺線齒錐齒輪副半展成加工方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510353676.3
• 申請(qǐng)日: 2015-06-24
• 公開（公告）號(hào): CN104889503B
• 公開（公告）日: 2017-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳英;芮成杰;李海濤;劉平義;魏文軍;董學(xué)朱
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): B23F9/08
• 分類號(hào): B23F9/08
• 代理公司: 北京衛(wèi)平智業(yè)專利代理事務(wù)所(普通合伙)11392
• 代理人: 董琪

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種大齒輪基于模具成型的擺線齒錐齒輪半展成加工方法，屬于機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

曲線齒錐齒輪傳動(dòng)用于空間垂直相交軸線的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳動(dòng)，目前應(yīng)用中曲線齒錐齒輪副主要存在兩種制式：奧利康(Oerlikon)和克林根貝爾格(Klingelnberg)長(zhǎng)幅外擺線等高齒制，采用連續(xù)分度法、端銑刀盤銑齒加工，又稱為端面滾齒法；格里森(Gleason)圓弧收縮齒制，采用單分度法、端銑刀盤銑齒加工，又稱為端面銑齒法。

曲線齒錐齒輪批量生產(chǎn)中為了提高加工效率，大齒輪采用直線齒廓，由端銑刀盤無(wú)展成銑削成型，小齒輪采用漸開線齒廓，由端銑刀盤展成運(yùn)動(dòng)銑削加工，獲得曲線齒錐齒輪副方法稱為半展成加工方法。圓弧收縮齒制錐齒輪副半展成加工方法，又分為刀傾半展成(SFT)和變性半展成(SFM)兩種加工方法，兩種方法中大齒輪加工方法相同，大齒輪用無(wú)展成單分度成型法銑齒，得到齒槽的齒根面為平面，因此限定半展成法應(yīng)用條件：傳動(dòng)比i₁₂≥3或大齒輪分錐角δ₂≥60°，否則大小端齒高不足。擺線齒錐齒輪副半展成加工方法僅有刀傾半展成(Spirac)法，大齒輪采用連續(xù)分度無(wú)展成切入法銑齒，得到齒槽的齒根面為根錐面，因此理論上該半展成法無(wú)應(yīng)用條件限制，均可實(shí)現(xiàn)等高齒，相嚙合小齒輪采用連續(xù)分度對(duì)偶法展成銑齒；因此擺線齒錐齒輪副刀傾半展成加工方法可以進(jìn)一步擴(kuò)展應(yīng)用，以獲得擺線齒錐齒輪副高效率制造新方法。

董學(xué)朱著《擺線齒錐齒輪及準(zhǔn)雙曲面齒輪設(shè)計(jì)和制造》中，擺線齒錐齒輪刀傾半展成(Spirac)法，大齒輪采用連續(xù)分度無(wú)展成切入法銑齒、小齒輪采用連續(xù)分度對(duì)偶法展成銑齒；由于擺線齒錐齒輪按照“產(chǎn)形輪”展成齒輪的原理加工，加工時(shí)刀頂旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)曲面即形成齒輪根錐面，因此探索一種小齒輪采用連續(xù)分度無(wú)展成切入法銑齒，大齒輪基于連續(xù)分度對(duì)偶法展成運(yùn)動(dòng)規(guī)律建立齒面數(shù)字化模型，大齒輪采用模具成型的新方法，將進(jìn)一步提高擺線齒錐齒輪副的制造效率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是要提供一種擺線齒錐齒輪副半展成加工新方法，小齒輪采用連續(xù)分度無(wú)展成切入法銑齒，大齒輪采用模具成型，實(shí)現(xiàn)擺線齒錐齒輪副的高效率制造。

為了達(dá)到本發(fā)明的目的所采取的技術(shù)方案如下：

大齒輪基于模具成型的擺線齒錐齒輪半展成加工方法包括：小齒輪采用連續(xù)分度無(wú)展成切入法銑齒，大齒輪基于連續(xù)分度對(duì)偶法展成運(yùn)動(dòng)規(guī)律建立齒面數(shù)字化模型、采用模具成型，包括如下步驟：

(1)小齒輪銑齒調(diào)整參數(shù)計(jì)算：采用現(xiàn)有技術(shù)擺線齒錐齒輪刀傾半展成(Spirac)法中大齒輪用連續(xù)分度無(wú)展成切入法銑齒調(diào)整參數(shù)相同的計(jì)算方法，計(jì)算出小齒輪連續(xù)分度無(wú)展成切入法銑齒調(diào)整參數(shù)，?建立小齒輪齒面數(shù)學(xué)模型；

(2)小齒輪加工：采用現(xiàn)有技術(shù)擺線齒錐齒輪刀傾半展成(Spirac)法中大齒輪用連續(xù)分度無(wú)展成切入法銑齒加工相同的方法，依據(jù)小齒輪銑齒調(diào)整參數(shù)，采用連續(xù)分度無(wú)展成切入銑齒法在專用銑齒機(jī)上加工小齒輪；

(3)大齒輪齒面數(shù)學(xué)模型建立：依據(jù)連續(xù)、相切接觸之點(diǎn)接觸共軛曲面原理，滿足設(shè)計(jì)基準(zhǔn)點(diǎn)位置及該點(diǎn)處齒輪螺旋角、壓力角條件，與現(xiàn)有技術(shù)擺線齒錐齒輪刀傾半展成(Spirac)法中小齒輪用連續(xù)分度對(duì)偶法展成銑齒調(diào)整參數(shù)計(jì)算方法相同，基于連續(xù)分度對(duì)偶法展成運(yùn)動(dòng)規(guī)律建立大齒輪齒面數(shù)學(xué)模型；

(4)齒面嚙合特性仿真分析：將大齒輪齒面數(shù)學(xué)模型和小齒輪齒面數(shù)學(xué)模型按設(shè)計(jì)要求的軸交角及各自安裝距虛擬裝配、嚙合傳動(dòng)，得到擺線齒錐齒輪副理論模型的齒面接觸區(qū)；

(5)大齒輪齒面修形：依據(jù)小齒輪不變的原則，保持設(shè)計(jì)基準(zhǔn)點(diǎn)的位置以及該點(diǎn)處的壓力角、螺旋角不變，依據(jù)齒輪副接觸區(qū)位置、形態(tài)對(duì)大齒輪的齒面修形，得到修形后的大齒輪齒面數(shù)學(xué)模型，建立大齒輪數(shù)字化模型；

(6)基于大齒輪數(shù)字化模型制作大齒輪模具型腔，設(shè)計(jì)大齒輪成型模具，由模具制造大齒輪；

(7)將大、小齒輪按設(shè)計(jì)要求的軸交角及各自安裝距裝配，得到擺線齒錐齒輪副。

大齒輪基于模具成型的擺線齒錐齒輪半展成加工方法中：擺線齒錐齒輪副實(shí)際應(yīng)用中軸交角多為90o,大齒輪采用模具成型是高效率制造方法，與其嚙合的小齒輪采用連續(xù)分度無(wú)展成切入法銑齒，屬于一種半展成高效率加工方法，因此大齒輪基于模具成型的擺線齒錐齒輪半展成加工方法是一種高效制造新方法。