一種非圓柱齒輪的齒坯等轉(zhuǎn)角插削方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種非圓柱齒輪的齒坯等轉(zhuǎn)角插削方法。該方法將齒坯固定在插齒機(jī)的工作臺(tái)上實(shí)施操作，插齒機(jī)包括工作臺(tái)、主軸和插齒刀；工作臺(tái)帶動(dòng)所述齒坯旋轉(zhuǎn)，且工作臺(tái)在單位時(shí)間內(nèi)以恒定角速度轉(zhuǎn)動(dòng)；所述主軸帶動(dòng)所述插齒刀旋轉(zhuǎn)，且主軸以變角速度轉(zhuǎn)動(dòng)；所述插齒刀的分度圓與所述齒坯節(jié)曲線相切并作純滾動(dòng)，同時(shí)，所述主軸以變線速度在沿插齒刀和齒坯的回轉(zhuǎn)中心連線方向移動(dòng)形成所述齒坯節(jié)曲線，所述插齒刀在豎直面內(nèi)沿Z軸向移動(dòng)形成齒坯全齒。本發(fā)明可插制外嚙合非圓柱直齒輪和斜齒輪，也可插制內(nèi)嚙合非圓柱直齒輪和斜齒輪。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)高效高精度的非圓柱齒輪加工，對檢測元件要求較低，檢測精度較高。
【專利說明】-種非圓柱齒輪的齒巧等轉(zhuǎn)角插削方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于齒輪制造領(lǐng)域，尤其是在工作半徑變化的輪上制齒領(lǐng)域，涉及一種非 圓柱齒輪的齒逐等轉(zhuǎn)角插削方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 非圓柱齒輪主要運(yùn)用在兩軸變比傳動(dòng)中，可實(shí)現(xiàn)主動(dòng)機(jī)構(gòu)和從動(dòng)機(jī)構(gòu)的非線性關(guān) 系，它的節(jié)曲線形狀是按運(yùn)動(dòng)要求設(shè)計(jì)的，和其他得到非勻速的機(jī)構(gòu)相比，具有明顯優(yōu)點(diǎn)， 非圓柱齒輪技術(shù)產(chǎn)生于20世紀(jì)30年代，在工程機(jī)械、機(jī)床、汽車、航空航天等領(lǐng)域都有應(yīng) 用，非圓柱齒輪傳動(dòng)是指傳動(dòng)中至少有一個(gè)齒輪的節(jié)曲面不是旋轉(zhuǎn)曲面的齒輪傳動(dòng)，應(yīng)用 優(yōu)勢明顯，當(dāng)前工業(yè)應(yīng)用常采用線切割技術(shù)加工非圓柱齒輪，線切割不僅效率低下，且難W 不經(jīng)改造即用于非圓柱斜齒輪的加工。
[0003] 滾齒、插齒是齒輪(包括非圓柱齒輪）高效加工的首選方法?，F(xiàn)有技術(shù)中公開了非 圓柱齒輪六軸五聯(lián)動(dòng)對角滾切方法，公開了非圓柱齒輪走軸六聯(lián)動(dòng)對角滾切方法。該兩種 方法采用數(shù)控滾齒技術(shù)均可加工節(jié)曲線外凸的外曬合非圓柱齒輪，但不能加工內(nèi)曬合非圓 柱齒輪及部分節(jié)曲線內(nèi)凹的外曬合非圓柱齒輪，該是由于滾刀軸線為直線，必將導(dǎo)致齒廓 過切變形。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 只要插齒刀節(jié)圓半徑小于非圓柱齒輪節(jié)曲線最小曲率，任何非圓柱齒輪均可正確 插制，故插齒工藝范圍更寬，對內(nèi)曬合非圓柱齒輪及部分節(jié)曲線內(nèi)凹的外曬合非圓柱齒輪 是一種較好的加工方法。鑒于此，本發(fā)明提供一種非圓柱齒輪的齒逐等轉(zhuǎn)角插削方法。本 發(fā)明W齒逐角速度為基準(zhǔn)頻率，插刀回轉(zhuǎn)軸和插刀與齒逐的回轉(zhuǎn)中也連線軸對其聯(lián)動(dòng)。
[0005] 本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
[0006] 一種非圓柱齒輪的齒逐等轉(zhuǎn)角插削方法是將齒逐固定在數(shù)控插齒機(jī)的工作臺(tái)上 實(shí)施操作，所述插齒機(jī)包括工作臺(tái)、主軸和插齒刀。所述工作臺(tái)帶動(dòng)所述齒逐旋轉(zhuǎn)，且工作 臺(tái)在單位時(shí)間內(nèi)W恒定角速度轉(zhuǎn)動(dòng)；所述主軸帶動(dòng)所述插齒刀旋轉(zhuǎn)，且主軸W變角速度轉(zhuǎn) 動(dòng)；所述插齒刀的分度圓與所述齒逐節(jié)曲線相切并作純滾動(dòng)，同時(shí)，所述主軸W變線速度在 沿插齒刀和齒逐的回轉(zhuǎn)中也連線方向移動(dòng)形成所述齒逐節(jié)曲線，所述插齒刀在豎直面內(nèi)沿 Z軸向移動(dòng)形成齒逐全齒。
[0007] 對于插制外曬合非圓柱直齒輪，所述工作臺(tái)帶動(dòng)所述齒逐作恒定角速度運(yùn)動(dòng)，所 述主軸帶動(dòng)所述插齒刀作變角速度運(yùn)動(dòng)，同時(shí)所述主軸在沿插齒刀和齒逐的回轉(zhuǎn)中也連線 方向作變線速度運(yùn)動(dòng)，所述主軸的兩個(gè)速度根據(jù)式（1)確定，

【權(quán)利要求】
1. 一種非圓柱齒輪的齒逐等轉(zhuǎn)角插削方法，所述方法是將齒逐固定在數(shù)控插齒機(jī)的工 作臺(tái)上實(shí)施操作，所述插齒機(jī)包括工作臺(tái)、主軸和插齒刀；其特征在于：所述工作臺(tái)帶動(dòng)所 述齒逐旋轉(zhuǎn)，且工作臺(tái)在單位時(shí)間內(nèi)W恒定角速度轉(zhuǎn)動(dòng)；所述主軸帶動(dòng)所述插齒刀旋轉(zhuǎn)，且 主軸W變角速度轉(zhuǎn)動(dòng)；所述插齒刀的分度圓與所述齒逐節(jié)曲線相切并作純滾動(dòng)，同時(shí)，所述 主軸W變線速度在沿插齒刀和齒逐的回轉(zhuǎn)中也連線方向移動(dòng)形成所述齒逐節(jié)曲線，所述插 齒刀在豎直面內(nèi)沿Z軸向移動(dòng)形成齒逐全齒。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種非圓柱齒輪的齒逐等轉(zhuǎn)角插削方法，其特征在于：對于 插制外曬合非圓柱直齒輪，所述工作臺(tái)帶動(dòng)所述齒逐作恒定角速度運(yùn)動(dòng)，所述主軸帶動(dòng)所 述插齒刀作變角速度運(yùn)動(dòng)，同時(shí)所述主軸在沿插齒刀和齒逐的回轉(zhuǎn)中也連線方向作變線速 度運(yùn)動(dòng)，所述主軸的兩個(gè)速度根據(jù)式（1)確定，
式（1)中，r為所述齒逐節(jié)曲線極徑；6為所述齒逐極角；rw為所述插齒刀節(jié)圓半徑； /4 = 31舶1扣恤/3巧(日這片<。）；H如CI=滬+苗-奴W山;其中r和6對應(yīng)與非圓柱節(jié)曲 線極坐標(biāo)方程中的極徑和極角；Vx為主軸在齒逐回轉(zhuǎn)中也和插刀回轉(zhuǎn)中也連線上的移動(dòng) 線速度，％為主軸的回轉(zhuǎn)角速度，嗎為工作臺(tái)的回轉(zhuǎn)角速度(巧和％:(巧分別為插削加 工進(jìn)行到節(jié)曲線的極角貞時(shí)，Vx和雌與辟之間的速比系數(shù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種非圓柱齒輪的齒逐等轉(zhuǎn)角插削方法，其特征在于：對于 插制外曬合非圓柱斜齒輪，所述工作臺(tái)帶動(dòng)所述齒逐作恒定角速度運(yùn)動(dòng)，所述主軸帶動(dòng)所 述插齒刀作變角速度運(yùn)動(dòng)，同時(shí)所述主軸在沿插齒刀和齒逐的回轉(zhuǎn)中也連線方向作變線速 度運(yùn)動(dòng)，所述主軸的兩個(gè)速度根據(jù)式（2 )確定，

式（2)中，f為所述齒逐節(jié)曲線極徑；6為所述齒逐極角；嘴為所述插齒刀節(jié)圓半徑； 巧為非圓柱齒輪的螺旋角；=進(jìn)-[13本如7川巧{〇遠(yuǎn)片 <方）；；=帖5; I=少2 +中丑TbjS虹片;其 中r和6對應(yīng)與非圓柱節(jié)曲線極坐標(biāo)方程中的極徑和極角：?為主軸在齒逐回轉(zhuǎn)中也和插 刀回轉(zhuǎn)中也連線上的移動(dòng)速度，邱'為插刀軸的回轉(zhuǎn)角速度，巧為工作臺(tái)的回轉(zhuǎn)角速度，V。 為插刀在Z軸方向的移動(dòng)速度；弓。(巧和吃:(巧分別為插削加工進(jìn)行到節(jié)曲線的極角9時(shí)， Vx和％'與鳴之間的速比系數(shù)，也=(巧為插削加工進(jìn)行到節(jié)曲線的極角9時(shí)，％'與之間 的速比系數(shù)；插齒刀螺旋線旋向與插齒刀轉(zhuǎn)動(dòng)方向一致時(shí)取反之取"+ "。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種非圓柱齒輪的齒逐等轉(zhuǎn)角插削方法，其特征在于：對于 插制內(nèi)曬合非圓柱直齒輪，所述工作臺(tái)帶動(dòng)所述齒逐作恒定角速度運(yùn)動(dòng)，所述主軸帶動(dòng)所 述插齒刀作變角速度運(yùn)動(dòng)，同時(shí)所述主軸在沿插齒刀和齒逐的回轉(zhuǎn)中也連線方向作變線速 度運(yùn)動(dòng)，所述主軸的兩個(gè)速度根據(jù)式（3)確定，
式（3)中，r為所述齒逐節(jié)曲線極徑；6為所述齒逐極角；^為所述插齒刀節(jié)圓半徑； 片= arct噸/{tWd句];? = |喻|=護(hù)+苗-2呵5琴;其中r和6對應(yīng)與非圓柱節(jié)曲 線極坐標(biāo)方程中的極徑和極角；Vx為主軸在齒逐回轉(zhuǎn)中也和插刀回轉(zhuǎn)中也連線上的移動(dòng)

速度，?b為主軸的回轉(zhuǎn)角速度，巧為工作臺(tái)的回轉(zhuǎn)角速度巧和;bt(巧分別為插削加工 進(jìn)行到節(jié)曲線的極角9時(shí)，Vx和與A之間的速比系數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種非圓柱齒輪的齒逐等轉(zhuǎn)角插削方法，其特征在于：對于 插制內(nèi)曬合非圓柱斜齒輪，所述工作臺(tái)帶動(dòng)所述齒逐作恒定角速度運(yùn)動(dòng)，所述主軸帶動(dòng)所 述插齒刀作變角速度運(yùn)動(dòng)，同時(shí)所述主軸在沿插齒刀和齒逐的回轉(zhuǎn)中也連線方向作變線速 度運(yùn)動(dòng)，所述主軸的兩個(gè)速度根據(jù)式（4)確定，
式（4)中，r為所述齒逐節(jié)曲線極徑；6為所述齒逐極角；鳴為所述插齒刀節(jié)圓半徑； 巧為非圓柱齒輪的螺旋角；戶= arc缸恥{dr/d巧{〇爲(wèi)片 <萬）；H地I=滬+請-扔;其 中r和6對應(yīng)與非圓柱節(jié)曲線極坐標(biāo)方程中的極徑和極角；馬為主軸在齒逐回轉(zhuǎn)中也和插 刀回轉(zhuǎn)中也連線上的移動(dòng)速度，邱'為插刀軸的回轉(zhuǎn)角速度，為工作臺(tái)的回轉(zhuǎn)角速度，V。 為插刀在Z軸方向的移動(dòng)速度Ac(巧和巧分別為插削加工進(jìn)行到節(jié)曲線的極角9時(shí)， Vx和與巧之間的速比系數(shù)，、,(巧為插削加工進(jìn)行到節(jié)曲線的極角6時(shí)，％'與V。之間 的速比系數(shù)；插齒刀螺旋線旋向與插齒刀轉(zhuǎn)動(dòng)方向一致時(shí)取反之取"+ "。
【文檔編號】B23F15/02GK104259583SQ201410398549
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年8月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月14日
【發(fā)明者】韓江, 夏鏈, 劉有余, 李大柱 申請人:合肥工業(yè)大學(xué)