專利名稱：一種弧齒圓柱齒輪的加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種弧齒圓柱齒輪的加工方法一弧齒齒面雙向包絡(luò)式加工方法，屬 于齒輪技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
弧齒圓柱齒輪作為一種新型的圓柱齒輪，其具有嚙合性能好、重疊系數(shù)大、噪音 小、承載力強(qiáng)、軸向力可以相互抵消、傳動(dòng)效率高、抗彎強(qiáng)度大、齒面接觸強(qiáng)度好等優(yōu)點(diǎn)。在 大多數(shù)應(yīng)用環(huán)境下可以代替直齒、斜齒及人字齒圓柱齒輪的應(yīng)用，其具有廣闊的應(yīng)用前景。 已有多種文獻(xiàn)提及的弧齒圓柱齒輪加工方法，但文獻(xiàn)中提及的加工技術(shù)并不能有效的加工 出周向齒厚相等的弧齒圓柱齒輪，如專利文獻(xiàn)ZL90105655. 3所公開的弧齒圓柱齒輪加工 方法，其在加工弧齒圓柱齒輪時(shí)，刀片的工作基面法向隨旋轉(zhuǎn)圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)而不斷變換，以該方 法加工出來的弧齒圓柱齒輪，其在齒線圓弧的法向方向上齒槽寬度是相等的，即齒輪的法 向槽寬相等，而齒輪的周向槽寬不等，這樣在齒輪的周向方向上的齒厚就不相等，其加工的 弧齒圓柱齒輪，齒輪邊緣的周向齒厚小于齒輪中部的周向齒厚，齒線圓弧包含的圓周角越 大，這種不相等現(xiàn)象越明顯，在進(jìn)行展成法加工時(shí)，甚至?xí)?dǎo)致弧齒的兩邊缺失，影響齒輪 強(qiáng)度；同時(shí)，這種不相等會(huì)導(dǎo)致齒輪在傳動(dòng)時(shí)易斷齒，齒輪副的嚙合不平穩(wěn)，承載能力差。專 利文獻(xiàn)ZL200410041297. 2所公開的弧齒圓柱齒輪及其加工方法，使用平行連桿式運(yùn)動(dòng)方 式實(shí)現(xiàn)弧齒圓柱齒輪加工，其在加工弧齒圓柱齒輪時(shí)，刀片的安裝在連桿體上，刀片隨連桿 平動(dòng)，但這種加工方法限制了刀片的尺寸，刀片尺寸小、強(qiáng)度低，很難實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬毛坯的切 削。現(xiàn)有的加工方法并不能有效的加工出周向齒厚相等的弧齒圓柱齒輪，現(xiàn)有的弧齒 圓柱齒輪不能滿足一些行業(yè)發(fā)展的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，為滿足市場(chǎng)的需求，提出一種弧 齒圓柱齒輪的弧齒齒面雙向包絡(luò)式加工方法，該方法可以有效的加工出周向齒厚相等的弧 齒圓柱齒輪，保證弧齒圓柱齒輪副的平穩(wěn)嚙合。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種弧齒圓柱齒輪的弧齒齒面雙向包絡(luò)式加工方法，包括 如下步驟(1)、固定被加工齒輪，并根據(jù)被加工齒輪的分度圓半徑調(diào)整齒輪中心到刀盤的距 離；被加工齒輪可沿其軸心作圓周運(yùn)動(dòng)并作平移，實(shí)現(xiàn)齒面的展成法加工；(2)、將加工齒面的兩個(gè)圓錐形刀盤分別固定在刀架上，刀架安裝在可以擺動(dòng)的支 撐架上，圓錐形刀盤在切削時(shí)，作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)跟隨刀架做擺動(dòng)，兩個(gè)圓錐形刀盤的錐面 刀刃分別包絡(luò)加工出弧齒的凸齒面與凹齒面；(3)、加工出弧齒圓柱齒輪的一個(gè)輪齒后，被加工齒輪作分度運(yùn)動(dòng)，同理加工下一 個(gè)輪齒，直至加工好弧齒圓柱齒輪的全部輪齒。
加工出弧齒的凸齒面與凹齒面的兩個(gè)圓錐形刀盤，在加工凸齒面時(shí)的一個(gè)圓錐形 刀盤的內(nèi)錐面切削刃切削毛坯，在加工凹齒面時(shí)的另一個(gè)圓錐形刀盤的外錐面切削刃切削 毛坯；加工凸齒面的圓錐形刀盤口半徑大于弧齒齒線半徑，加工凹齒面的圓錐形刀盤口半 徑小于或等于弧齒齒線半徑。所述的被加工齒輪可作平移，是沿兩刀具方向移動(dòng)。所述的兩個(gè)圓錐形刀盤中軸線與被加工齒輪的徑向有確定的安裝角，加工凸齒面 時(shí)圓錐形刀盤安裝角為1-30°，加工凹齒面時(shí)圓錐形刀盤安裝角為1-30°。本發(fā)明加工方法科學(xué)合理簡(jiǎn)單，制造加工出的弧齒圓柱齒輪周向齒厚相等，弧齒 圓柱齒輪副嚙合平穩(wěn)、可靠，在嚙合過程中無軸向分力，重疊系數(shù)大。使用性能好，噪音小， 承載能力強(qiáng)，傳動(dòng)平穩(wěn)、效率高，抗彎強(qiáng)度大，能滿足一些特殘行業(yè)產(chǎn)品用齒輪的需要，同時(shí) 推動(dòng)機(jī)械傳動(dòng)裝置性能的發(fā)展。在加工弧齒圓柱齒輪的過程中，凸、凹齒面分別加工，刀盤 在旋轉(zhuǎn)加工齒面時(shí)，使用展成加工方式實(shí)現(xiàn)漸開線齒廓，圓弧齒線由圓錐形刀盤的錐面刀 刃包絡(luò)加工而成；刀盤在切削時(shí)，作高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)跟隨刀架擺動(dòng)。加工出來的齒線是 圓弧的一部分，齒廓為漸開線或圓弧，周向齒槽寬相等。


圖1為弧齒圓柱齒輪軸測(cè)圖；圖2是弧齒圓柱齒輪幾何參數(shù)圖；圖3a是本發(fā)明的凸齒面雙向包絡(luò)式加工方法的示意圖；圖3b是本發(fā)明的凹齒面雙向包絡(luò)式加工方法的示意圖；圖中1軸孔，2弧齒端面，3弧齒齒線，4齒槽，5凹齒面，6凸齒面。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1如圖1所示，弧齒圓柱齒輪是圓柱齒輪的一種形式，齒輪的外圓周上設(shè)有若干齒 線是圓弧的輪齒，齒輪齒廓為漸開線，在齒輪的周向方向上任意位置的齒厚相等，在齒輪圓 周方向上的各齒槽4寬度亦相等；齒線為沿齒輪的中間截面對(duì)稱的正圓弧，齒輪的軸心處 設(shè)有齒輪軸孔1，以便于安裝。實(shí)施例2圖2為弧齒圓柱齒輪的參數(shù)圖。弧齒圓柱齒輪與直齒圓柱齒輪幾何參數(shù)最主要的 區(qū)別是多了齒線圓弧半徑值RT，RT須大于齒輪厚度的一半。其齒線是圓弧的一部分，在弧齒 圓柱齒輪輪齒的分度圓截面處各點(diǎn)的周向齒厚相等、周向齒槽相等，St = Sc, Pt = Pc。實(shí)施例3圖3是齒面雙向包絡(luò)式加工方法的示意圖，加工步驟如下(1)、固定被加工齒輪，并根據(jù)被加工齒輪的分度圓半徑調(diào)整齒輪中心到刀盤的距 離；被加工齒輪可沿其軸心作圓周運(yùn)動(dòng)并作沿兩刀具方向平移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)齒面的展成法包絡(luò) 加工；(2)、將加工齒面的兩個(gè)圓錐形刀盤分別固定在刀架上，刀架安裝在可以擺動(dòng) 的支撐架上，兩個(gè)圓錐形刀盤中軸線與被加工齒輪的徑向有確定的安裝角，刀盤安裝角
4與圓錐形刀盤的圓錐角、漸開線齒廓壓力角相關(guān)，加工凸齒面時(shí)圓錐形刀盤安裝角為 αι(1-30° )，加工凹齒面時(shí)圓錐形刀盤安裝角為α2(1-30° )。圓錐形刀盤在切削時(shí)，作 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)跟隨刀架做擺動(dòng)，兩個(gè)圓錐形刀盤的錐面刀刃分別包絡(luò)加工出弧齒的凸齒 面與凹齒面。加工出弧齒的凸齒面與凹齒面的兩個(gè)圓錐形刀盤，在加工凸齒面時(shí)的一個(gè)圓錐形 刀盤的內(nèi)錐面切削刃切削毛坯，在加工凹齒面時(shí)的另一個(gè)圓錐形刀盤的外錐面切削刃切削 毛坯；加工凸齒面的圓錐形刀盤口半徑大于弧齒齒線3半徑，加工凹齒面的圓錐形刀盤口 半徑小于或等于弧齒齒線3半徑。(3)、加工出弧齒圓柱齒輪的一個(gè)輪齒后，被加工齒輪作分度運(yùn)動(dòng)，同理加工下一 個(gè)輪齒，直至加工好弧齒圓柱齒輪的全部輪齒。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)的聯(lián)系與區(qū)別如下將加工輪齒的圓錐形刀盤固定在刀架上， 刀架安裝在可以擺動(dòng)的支撐架上，刀盤中軸線與被加工齒輪的徑向有確定的安裝角，刀盤 和刀架隨支撐架一起擺動(dòng)；凸、凹齒面分別加工，刀盤在旋轉(zhuǎn)加工齒面時(shí)，使用展成包絡(luò)式 加工方式實(shí)現(xiàn)漸開線齒廓，圓弧齒線由圓錐形刀盤的錐面刀刃包絡(luò)加工而成；刀盤在切削 時(shí)，作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)(A)，同時(shí)跟隨刀架擺動(dòng)(B)。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)的區(qū)別是刀盤在切削時(shí)，作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，齒廓使用展成加工方式 實(shí)現(xiàn)，同時(shí)跟隨刀架擺動(dòng)形成，從而包絡(luò)加工出呈弧狀的齒面。
權(quán)利要求
一種弧齒圓柱齒輪的加工方法，其特征在于包括如下步驟(1)、固定被加工齒輪，并根據(jù)被加工齒輪的分度圓半徑調(diào)整齒輪中心到刀盤的距離；被加工齒輪可沿其軸心作圓周運(yùn)動(dòng)并作平移，實(shí)現(xiàn)齒面的展成法加工；(2)、將加工齒面的兩個(gè)圓錐形刀盤分別固定在刀架上，刀架安裝在可以擺動(dòng)的支撐架上，圓錐形刀盤在切削時(shí)，作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)跟隨刀架做擺動(dòng)，兩個(gè)圓錐形刀盤的錐面刀刃分別包絡(luò)加工出弧齒的凸齒面與凹齒面；(3)、加工出弧齒圓柱齒輪的一個(gè)輪齒后，被加工齒輪作分度運(yùn)動(dòng)，同理加工下一個(gè)輪齒，直至加工好弧齒圓柱齒輪的全部輪齒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種弧齒圓柱齒輪的加工方法，其特征在于加工出弧齒的凸 齒面與凹齒面的兩個(gè)圓錐形刀盤，在加工凸齒面時(shí)的一個(gè)圓錐形刀盤的內(nèi)錐面切削刃切削 毛坯，在加工凹齒面時(shí)的另一個(gè)圓錐形刀盤的外錐面切削刃切削毛坯；加工凸齒面的圓錐 形刀盤口半徑大于弧齒齒線半徑，加工凹齒面的圓錐形刀盤口半徑小于或等于弧齒齒線半 徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種弧齒圓柱齒輪的加工方法，其特征在于所述的兩個(gè)圓 錐形刀盤中軸線與被加工齒輪的徑向有確定的安裝角，加工凸齒面時(shí)圓錐形刀盤安裝角為 1-30°，加工凹齒面時(shí)圓錐形刀盤安裝角為1-30°。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種弧齒圓柱齒輪的弧齒齒面雙向包絡(luò)式加工方法。弧齒圓柱齒輪的齒線是圓弧的一部分，齒廓為漸開線，齒輪的周向齒厚相等；在加工齒輪時(shí)，使用圓錐形刀盤旋轉(zhuǎn)加工齒面，凸、凹齒面分別加工，刀盤在旋轉(zhuǎn)加工齒面時(shí)，使用展成包絡(luò)加工方式實(shí)現(xiàn)漸開線齒廓，圓弧齒線由圓錐形刀盤的錐面刀刃包絡(luò)加工而成；刀盤在切削時(shí)，作高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)跟隨刀架擺動(dòng)。本發(fā)明可以加工出周向齒厚相等的弧齒圓柱齒輪，方法科學(xué)合理簡(jiǎn)單，弧齒圓柱齒輪副嚙合平穩(wěn)、可靠，在嚙合過程中無軸向分力，重疊系數(shù)大。使用性能好，噪音小，承載能力強(qiáng)，傳動(dòng)平穩(wěn)、效率高，抗彎強(qiáng)度大，能滿足一些特殊行業(yè)產(chǎn)品用齒輪的需要，同時(shí)推動(dòng)機(jī)械傳動(dòng)裝置性能的發(fā)展。
文檔編號(hào)B23F9/08GK101890540SQ201010231318
公開日2010年11月24日 申請(qǐng)日期2010年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月16日
發(fā)明者吳偉偉, 宋愛平 申請(qǐng)人:揚(yáng)州大學(xué)