CN101733485B - 圆弧端齿齿形加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种圆弧端齿齿形加工方法，将端齿盘毛坯采用成形杯形砂轮切削和成形端面磨方式加工圆弧端齿齿形，其加工包含以下技术条件：(1)端齿盘毛坯为圆管形，端面需加工成圆锥形，圆锥线与水平线夹角为齿形槽底倾角γ；(2)采用端齿刀具加工齿形，刀具廓形角满足：α_d＝2tan^-1(tan(α/2)/cosγ)；砂轮刀具的半径R_d＝R_w；(3)端齿盘毛坯相对端齿刀具具有倾斜槽底倾角γ；(4)在端齿啮合的节平面内，刀具回转中心相对端齿盘回转中心的横向距离为：d₁＝R1+(R2-R1)/2；刀具回转中心相对端齿盘的回转中心的纵向距离为：d₂＝R_w。本发明圆弧端齿齿形的成形方法，可确保正确的圆弧端齿齿形，为圆弧端齿盘广泛应用于圆管结构的轴向连接提供可行的制造方法。

Description

圆弧端齿齿形加工方法

所属技术领域

本发明属于机械零件，尤其是圆弧端齿齿形加工领域。

背景技术

大功率交流传动机车的驱动系统中，空心传动轴与连接盘的轴向连结、联轴器与主动齿轮轴的轴向连接，通常采用端齿连接方式，端齿连接的齿形主要有：十字形端齿、直齿径向端齿、圆弧端齿三种形式。在齿形参数相同的条件下，圆弧端齿连接较前两种连接方式，其齿面接触应力和齿根弯曲应力得到显著改善，提高了端齿连接的可靠性。圆弧端齿连接适于结构紧凑、对中精度高、传递力矩大的结构，可满足大功率交流传动电力机车驱动系统的联轴器和空心传动轴设计要求，定将广泛应用于机车的传动系统中。目前，铁路上采用的本申请中所表述的齿形的圆弧端齿，很多资料尚处于研究和保密状态，尚未对外公开，根据目前所掌握的资料，尚没有人和单位申请这方面的专利。

发明内容

本发明的目的是设计一种确保圆弧端齿齿形的精确几何形状和具有较高生产效率的圆弧端齿齿形加工方法。

本发明的目的是通过如下的手段实现的。

圆弧端齿齿形加工方法，将端齿盘毛坯采用成形杯形砂轮切削方式加工圆弧端齿齿形，其加工包含以下技术条件

(1)、端齿盘毛坯为圆管形，端面需加工成圆锥形，圆锥线与水平线夹角为齿形槽底倾角γ；

(2)、)采用端齿刀具加工齿形，刀具廓形角满足：

α_d＝2tan^-1(tan(α/2)/cosγ)；

(3)、端齿盘毛坯相对端齿刀具具有倾斜槽底倾角γ；

(4)、在端齿啮合的节平面内，刀具回转中心相对端齿盘回转中心的横向距离为：d₁＝R1+(R2-R1)/2；

刀具回转中心相对端齿盘的回转中心的纵向距离为：d₂＝R_w。

本发明圆弧端齿齿形的成形方法，可确保正确的圆弧端齿齿形，为圆弧端齿盘广泛应用于圆管结构的轴向连接提供可行的制造方法。端齿盘齿形为弧形，压力角为50°～60°，大端齿高为3～5mm。为了防止圆弧端齿弹性联轴器与主动齿轮轴的连轴线发生偏移，端齿盘上的圆弧端齿都加工出一定的槽底倾角，槽底倾角为4°～5°，从而使端齿盘在传递扭矩的过程中能够具有自动定心的作用。端齿盘上每个端齿的两个齿面沿端齿盘径向方向齿廓相同。

附图说明

图1为圆弧端齿示意图图。

图2a为圆弧端齿部俯视图。图2b为图2a的A向视图。

图2c为图2a的B-B剖视图。

图3为本发明方法加工实施示意图图。

图4为本发明方法加工实施时位置关系图。

图5为本发明方法加工实施时位置关系图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

圆弧端齿齿形的成形方法，主要是确定毛坯形状，选择合理的刀具廓形角，确定刀具的合理位置，确保端齿的齿形加工。端齿盘的齿形图见附图2。

(1)端齿盘的毛坯形状要求

端齿盘的齿形断面为梯形，并沿圆弧线向中心收缩。端齿盘毛坯1为圆管形，端面需加工成圆锥形，见图2(c)，圆锥线与水平线夹角为齿形槽底倾角γ。

(2)采用成形杯式砂轮刀具2(或成形端铣刀)，刀具廓形角

需满足：

α_d＝2tan^-1(tan(α/2)/cosγ)    (1)

或近似取为：α_d≈α             (2)

式(1)、(2)中：α-齿形角；γ-槽底倾角。

(3)成形杯式砂轮刀具的半径

需满足：

R_d＝R_w                          (3)

(4)砂轮水平面内倾斜角度的确定

由图4砂轮位置示意图可知，为形成向径向收缩的梯形齿形，加工件相对端齿刀具(成形杯形砂轮或成形端铣盘刀具)需倾斜槽底倾角γ。

(5)砂轮水平面内的位置(附图5)

①砂轮横向位置的确定：

在端齿啮合的节平面内，砂轮回转中心相对端齿盘回转中心的横向距离为：

d₁＝R1+(R2-R1)/2    (4)；

式中：R2-端齿盘的大径；

R1-端齿盘的小径

②砂轮纵向位置的确定：

在端齿啮合的节平面内，砂轮回转中心相对端齿盘的回转中心的纵向距离为：

d₂＝R_w              (5)；

式中：Rw-圆弧端齿的圆弧半径；

③刀具倾斜角度；

在加工过程中，为了加工出合适的齿形并防止砂轮破坏已加工好的圆弧端齿或端齿盘毛坯，须将刀具绕某一位置倾斜一个槽底倾角γ。旋转位置示意图如图4所示。

Claims (1)

1.圆弧端齿齿形加工方法，将端齿盘毛坯采用成形杯形砂轮切削方式加工圆弧端齿齿形，其特征在于，其加工包含以下技术条件：

(1)、端齿盘毛坯为圆管形，端面需加工成圆锥形，圆锥线与水平线夹角为齿形槽底倾角γ；

(2)、采用成形杯形砂轮刀具加工齿形，成形杯形砂轮刀具廓形角满足：

α_d＝2tan^-1(tan(α/2)/cos

)；α为齿形角，为倾斜槽底倾角；

(3)、端齿盘毛坯相对成形杯形砂轮刀具具有4°～5°的倾斜槽底倾角

；

(4)、在端齿啮合的节平面内，成形杯形砂轮刀具回转中心相对端齿盘回转中心的横向距离为：d₁＝R1 +(R2-R1)/2；成形杯形砂轮刀具回转中心相对端齿盘的回转中心的纵向距离为：d₂＝R_w；成形杯形砂轮刀具的半径R_d＝R_w，其中：R1为端齿盘的小径，R2为端齿盘的大径，Rw为圆弧端齿的圆弧半径；R_d为成形杯形砂轮刀具的半径。 

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