CN101700588A - 一种外摆线齿线圆柱齿轮的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种外摆线齿线圆柱齿轮的加工方法，将刀盘安装在移动的拖板上面，刀盘为双层结构，上层的内刀盘上安装内刀，下层的外刀盘上安装外刀，内刀盘和外刀盘之间以十字滑块联轴器联接，内刀和外刀沿圆周方向间隔安装，使内刀和外刀的轴线互相不重合，刀盘绕自身轴线自转的同时随拖板移动；轮坯绕自身轴线旋转，轮坯分度圆与刀盘的位置相对应，轮坯分度圆的线速度等于拖板移动的速度；刀盘相对拖板的运动为一半径为r的发生圆沿一基线作纯滚动，刀盘刀刃上的点相对于拖板的运动加工形成圆柱齿轮的外摆线齿线。加工成型的外摆线齿线圆柱齿轮重合度大、传动平稳、轴向力近似为零的优点，承载能力高。

Description

一种外摆线齿线圆柱齿轮的加工方法

技术领域

本发明涉及一种圆柱齿轮的加工方法，尤其涉及齿线的形状为外摆线形的圆柱齿轮的加工方法。

背景技术

齿轮是传递平行轴间运动和动力最基础的零件之一，它传动平稳，传动比精确，工作可靠、效率高、寿命长，使用的功率、速度和尺寸范围大，因此广泛应用于各类机械设备中。

目前应用的圆柱齿轮，按齿线形状可分为直齿、斜齿和人字齿，这三种齿轮相比之下，人字齿轮重合度大，承载能力高，传动平稳，不产生轴向力；但其不足之处为：

1、人字齿圆柱齿轮相当于两个旋向相反的两个斜齿轮合并而成，为了便于加工，需在两部之间留出一定的间距，因此增大了齿轮的宽度。

2、共轭齿面均为凸面，因此接触面间的综合曲率大，综合曲率半径小。

3、人字齿轮副在理论上是线接触，但由于受载变形和加工、安装等误差，实际接触区为理论接触线上的一个小区域，而且齿宽越大，接触区长度与齿宽之比越小。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供了一种外摆线齿线圆柱齿轮的加工方法，用该方法加工成型的外摆线齿线圆柱齿轮宽度较窄、接触面间的综合曲率小，综合曲率半径大且承载能力高。

本发明采用技术方案是：将刀盘安装在移动的拖板上面，刀盘为双层结构，上层的内刀盘上安装内刀，下层的外刀盘上安装外刀，内刀盘和外刀盘之间以十字滑块联轴器联接，内刀和外刀沿圆周方向间隔安装，使内刀和外刀的轴线互相不重合，刀盘绕自身轴线自转的同时随拖板移动；轮坯绕自身轴线旋转，轮坯分度圆与刀盘的位置相对应，轮坯分度圆的线速度等于拖板移动的速度；刀盘相对拖板的运动为一半径为r的发生圆沿一基线作纯滚动，刀盘刀刃上的点相对于拖板的运动加工形成圆柱齿轮的外摆线齿线。

本发明的有益效果是：

1、通过调整刀盘转速和拖板移动的速度改变齿线的曲率；通过调整内、外刀头的回转半径，实现外摆线齿线圆柱齿轮的鼓形齿啮合。

2、可采用硬质材料作刀头直接切削加工硬齿面齿轮，刀头和刀盘可分离，刀具维护成本低。

3、加工成型的外摆线齿线圆柱齿轮共轭齿面分别为凸面和凹面，因此，接触面间的综合曲率减小，不仅具有人字齿轮重合度大、传动平稳、轴向力近似为零的优点，而且承载能力比人字齿轮高。

附图说明

图1为本发明加工示意图。

图2为图1的轮齿成型原理示意图。

图3为图1中刀盘3的结构图。

图4是图3的机构运动简图。

图5是由图3形成的鼓形齿啮合示意图。

图中：3.刀盘；3-1.内刀盘；3-2.外刀盘；4.拖板；5.轮坯；6.发生圆；7.基线；8.外摆线齿线；9.内刀；10.外刀；11.十字滑块联轴器。

具体实施方式

如图1所示，加工轮齿时，将刀盘3安装在移动的拖板4上面，拖板4移动的速度为V，刀盘3在绕自身轴线自转的同时随拖板4移动。轮坯5的分度圆与刀盘3的位置相对应，并且轮坯5绕自身轴线旋转，轮坯5的分度圆线速度等于拖板4移动的速度V，即V＝ω₀.D₁/2，其中ω₀为轮坯5回转角速度，D₁为轮坯5分度圆直径。

如图2，轮齿成型时，刀盘3相对拖板4的运动为一半径为r的发生圆6沿一基线7作纯滚动，因此刀盘3刀刃上的点相对于拖板4的轨迹为长幅外摆线，也就是，刀盘3刀刃上的点相对于拖板4的运动便加工形成圆柱齿轮的外摆线齿线8。则有公式：V＝ω₀r，因此，可通过调整拖板4移动的速度V和轮坯5回转角速度ω₀的值来改变发生圆半径r，当拖板4的移动速度V选定后，如果刀盘回转角速度ω₀大，则发生圆半径r的值就较小，反之，发生圆半径r的值就较大，因此，不同半径r的发生圆对应不同的外摆线8的形状，所以，据此可改变外摆线齿线8的曲率。

如图3所示，刀盘3为双层结构，上层为内刀盘3-1，下层为外刀盘3-2，内刀盘3-1上安装内刀9，外刀盘3-2上安装外刀10。内刀9和外刀10沿圆周方向间隔安装，内刀9的轴线O1和外刀10的轴线O2互相不重合。如图4，内刀盘3-1和外刀盘3-2之间通过十字滑块联轴器11联接。由于内刀9的轴线O1和外刀10的轴线O2互相不重合，所以内刀9和外刀10的刀刃的回转半径不相同，因此，见图5所示，从理论上，形成齿轮的凸齿面齿线的曲率半径ρ′_A和凹齿面齿线的曲率半径ρ′_T也不同，这样所加工出的齿轮凸、凹齿面上齿线的曲率半径便不一样，这可使齿轮副实现鼓形量为C的鼓形齿接触。

外摆线齿线圆柱齿轮在理论上是点接触，但受载变形后，接触点扩展为接触区，而且可通过调整内、外刀刃的回转半径，对接触区的位置和尺寸进行修正。

Claims (2)

1.一种外摆线齿线圆柱齿轮的加工方法，其特征是：

1)将刀盘(3)安装在移动的拖板(4)上面，刀盘(3)为双层结构，上层的内刀盘(3-1)上安装内刀(9)，下层的外刀盘(3-2)上安装外刀(10)，内刀盘(3-1)和外刀盘(3-2)之间以十字滑块联轴器(11)联接，内刀(9)和外刀(10)沿圆周方向间隔安装，使内刀(9)和外刀(10)的轴线互相不重合，刀盘(3)绕自身轴线自转的同时随拖板(4)移动；

2)轮坯(5)绕自身轴线旋转，轮坯(5)分度圆与刀盘(3)的位置相对应，轮坯(5)分度圆的线速度等于拖板(4)移动的速度；

3)刀盘(3)相对拖板(4)的运动为一半径为r的发生圆(6)沿一基线(7)作纯滚动，刀盘(3)刀刃上的点相对于拖板(4)的运动加工形成圆柱齿轮的外摆线齿线(8)。

2.根据权利要求1所述的一种外摆线齿线圆柱齿轮的加工方法，其特征是：调整拖板(4)移动的速度和轮坯(5)回转角速度以改变外摆线齿线(8)的曲率。

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