CN105234496A - 一种共轭齿轮或转子的加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种共轭齿轮或转子的加工方法。其包括以下步骤：S1、选择两个渐开线齿轮；S2、安装第一渐开线齿轮和第二渐开线齿轮；S3、安装刀具；S4、安装毛坯；S5、第一渐开线齿轮和第二渐开线齿轮啮合旋转运动，第二渐开线齿轮通过第二平行轴带动毛坯转动，第一渐开线齿轮通过第一平行轴带动刀具转动的同时，刀具还沿着第一平行轴作上下运动切削毛坯，使毛坯加工成齿轮或者转子。采用此加工方法，其能够加工出共轭的齿轮或转子，加工好的齿轮或转子和刀具齿廓形状为齿轮或转子进行啮合，从而满足工业上对特殊齿轮的需求。
Description
技术领域
本发明涉及一种共轭齿轮或转子的加工方法。
背景技术
现有的齿轮的齿廓为渐开线。但在泵和压缩机等机器中，需要以齿廓为基本曲线和对应的共轭齿廓线组成的特殊齿轮组进行传动，齿廓为基本曲线的齿轮可以通过线切割以及其它加工的方法获得，与其对应的共轭齿轮加工则是一难题。
发明内容
本发明为了克服现有技术的不足，目的旨在提供一种共轭齿轮或转子的加工方法，其能够加工出共轭的齿轮或转子，加工好的齿轮或转子和刀具齿廓形状为齿轮或转子进行啮合，从而满足工业上对特殊齿轮的需求。
为了解决上述的技术问题，本发明提出的基本技术方案为：
一种共轭齿轮或转子的加工方法，其包括以下步骤：
S1、选择两个渐开线齿轮；根据设计要求确定两个渐开线齿轮的中心距和传动比；
S2、安装第一渐开线齿轮和第二渐开线齿轮；所述第一渐开线齿轮安装在第一平行轴上，第二渐开线齿轮安装在第二平行轴上；
S3、安装刀具；所述刀具安装在第一平行轴上，刀具和第一渐开线齿轮中心轴线重合；
S4、安装毛坯；所述毛坯安装在第二平行轴，毛坯和第二渐开线齿轮中心轴线重合；
S5、第一渐开线齿轮和第二渐开线齿轮啮合旋转运动，第二渐开线齿轮通过第二平行轴带动毛坯转动的同时，刀具还沿着第一平行轴作上下运动切削毛坯，使毛坯加工成齿轮或者转子。
优选的，所述步骤S5具体为：第一渐开线齿轮和第二渐开线齿轮作定轴啮合旋转运动，旋转时，两个渐开线齿轮的中心距和传动比保持不变；第二渐开线齿轮通过第二平行轴带动毛坯转动，第一渐开线齿轮通过第一平行轴带动刀具转动，刀具还沿着第一平行轴作上下运动切削毛坯，使毛坯加工成齿轮或者转子；所述刀具转动的角速度和第一渐开线齿轮转动的角速度相等，毛坯转动的角速度和第二渐开线齿轮转动的角速度相等。
优选的，所述步骤S5具体为：第一渐开线齿轮固定不动，第二渐开线齿轮为行星轮，第二渐开线齿轮环绕着第一渐开线齿轮作行星运动，行星运动时，两个渐开线齿轮中心距保持不变；第二渐开线齿轮通过第二平行轴带动毛坯公转和自转，自转的的中心为第二平行轴，公转的中心为第一平行轴，刀具沿着第一平行轴作上下运动切削毛坯，使毛坯加工成齿轮或者转子；所述毛坯转动的角速度和第二渐开线齿轮转动的角速度相等。
优选的，所述步骤S5具体为：第二渐开线齿轮固定不动，第一渐开线齿轮为行星轮，第一渐开线齿轮环绕着第二渐开线齿轮作行星运动，行星运动时，两个渐开线齿轮中心距保持不变；第一渐开线齿轮通过第一平行轴带动刀具公转和自转，自转的的中心为第一平行轴，公转的中心为第二平行轴，刀具还沿着第一平行轴作上下运动切削毛坯，使毛坯加工成齿轮或者转子；所述刀具转动的角速度和第一渐开线齿轮转动的角速度相等。
进一步，所述第一渐开线齿轮或第二渐开线齿轮为单级齿轮传动或多级齿轮传动。
进一步，所述刀具的刃口形状为任意线条构成的形状。
进一步，步骤S5加工出的齿轮或转子和刀具齿廓形状相同的齿轮或转子相互啮合。
进一步，所述渐开线齿轮通过键连接安装在平行轴上。
进一步，所述刀具通过花键和第一平行轴联接。
本发明的有益效果是：由于刀具的刃口形状为任意线条构成的形状，比如刀具的刃口形状可以为直线、圆弧、样条曲线等，不同形状的刀具加工出不同形状的齿轮或者转子，加工好的齿轮或转子可以与刀具齿廓形状相同的齿轮或转子进行啮合，刀具的齿廓形状可以为基本曲线等。因此采用此加工方法可以满足工业上对特殊齿轮的需求。比如需要直齿轮以及与之啮合的齿轮，直齿轮可以通过线切割等常规加工方式加工获得，与之啮合的齿轮可以通过本发明的方法进行加工而获得，其刃口的形状为直线，直齿轮组用于泵中；同样对于要加工与圆弧齿轮相啮合的齿轮，那么刃口的形状就为圆弧，圆弧齿轮组用于压缩机中。
附图说明
图1为实施例一提供的一种共轭齿轮或转子的加工方法流程图。
图2为实施例一提供的一种共轭齿轮或转子的加工方法的原理图。
图3为实施例一提供第一个采用此加工方法的加工范例。
图4为实施例一提供第二个采用此加工方法的加工范例。
图5为实施例一提供第三个采用此加工方法的加工范例。
图6为实施例一提供的刀具的刀刃口齿廓为直线的示意图。
图7为实施例一提供的刀具的刀刃口齿廓为圆弧的示意图。
具体实施方式
以下将结合附图1至7对本发明做进一步的说明，但不应以此来限制本发明的保护范围。为了方便说明并且理解本发明的技术方案，以下说明所使用的方位词均以附图所展示的方位为准。
实施例一：
如图1和图2所示，本实施例一提供一种共轭齿轮或转子的加工方法，其包括以下步骤：
S1、选择两个渐开线齿轮；根据设计要求确定两个渐开线齿轮的中心距和传动比；
S2、安装第一渐开线齿轮1000和第二渐开线齿轮2000；第一渐开线齿轮1000安装在第一平行轴上，第二渐开线齿轮2000安装在第二平行轴上；
S3、安装刀具3000；刀具3000安装在第一平行轴上，刀具3000和第一渐开线齿轮1000中心轴线重合；
S4、安装毛坯4000；毛坯4000安装在第二平行轴，毛坯4000和第二渐开线齿轮2000中心轴线重合；
S5、第一渐开线齿轮1000和第二渐开线齿轮2000定轴啮合旋转运动，旋转时，两个渐开线齿轮的中心距和传动比保持不变；第二渐开线齿轮2000通过第二平行轴带动毛坯4000转动，第一渐开线齿轮1000通过第一平行轴带动刀具3000转动，刀具3000还沿着第一平行轴作上下运动切削毛坯4000，使毛坯4000加工成齿轮或者转子。其中，刀具3000的角速度和第一渐开线齿轮1000的角速度相等，毛坯4000的角速度和第二渐开线齿轮2000的角速度相等。
值得说明的是，第一渐开线齿轮1000或第二渐开线齿轮2000不仅可以为单级齿轮传动，而且还可以为多级齿轮传动，多级齿轮传动按照最基本的齿轮传动原理来实施，在此不必赘述。
本实施例刀具的刃口形状为任意线条构成的形状，比如说可以为直线、圆弧、椭圆、二次曲线、组合曲线、nurbs曲线以及基本曲线的组合。本发明的刀具刃口形状对于形成不同外形的齿轮或转子具有重要意义，比如需要直齿轮以及与之啮合的齿轮，直齿轮可以通过线切割等常规加工方式加工获得，与之啮合的齿轮可以通过本发明的方法进行加工而获得，其刃口的形状为直线，直齿轮组用于泵中；同样对于要加工与圆弧齿轮相啮合的齿轮，那么刃口的形状就为圆弧，圆弧齿轮组用于压缩机中。从步骤S5加工出的齿轮或者转子和刀具齿廓形状相同的齿轮或转子进行啮合的。
作为优选，步骤S2中渐开线齿轮通过键连接安装在平行轴上，当然渐开线齿轮还可通过其他联接方式安装在平行轴上。
作为优选，步骤S3中刀具通过花键和第一平行轴联接，因此刀具可沿着第一平行轴作上下运动。
本实施例将建立坐标对此加工方法作进一步说明。
针对实施例一，本实施例一提供第一个采用此加工方法的加工范例。如图3所示，其中A图形为刀具刀口形状，B图形为最终加工出的形状。按照设计要求，将第一渐开线齿轮的中心坐标Q1确定为(0，0，0)，第二渐开线齿轮的中心坐标Q2确定为(100，0，0)，即第一渐开线齿轮和第二渐开线齿轮的中心距为100；将齿轮间的传动比确定为3∶1，则选择第一渐开线齿轮的模数m1＝2，z1＝25，第二渐开线齿轮的模数m2＝2，z2＝75。第一渐开线齿轮和第二渐开线齿轮的高度b均为20。毛坯的高度为20，毛坯的中心坐标为(100，0，80)。刀具的坐标为(0，0，X)，其中，X可在70-90之间运动，刀具可在X为70-90范围内对毛坯进行切削。
针对实施例一，本实施例一提供第二个采用此加工方法的加工范例。如图4所示，其中A图形为刀具刀口形状，B图形为最终加工出的形状。按照设计要求，将第一渐开线齿轮的中心坐标Q1确定为(0，0，0)，第二渐开线齿轮的中心坐标Q2确定为(100，0，0)，即第一渐开线齿轮和第二渐开线齿轮的中心距为100；将齿轮间的传动比确定为4∶1，则选择第一渐开线齿轮的模数m1＝2，z1＝20，第二渐开线齿轮的模数m2＝2，z2＝80。第一渐开线齿轮和第二渐开线齿轮的高度b均为20。毛坯的高度为20，毛坯的中心坐标为(100，0，80)。刀具的坐标为(0，0，X)，其中，X可在70-90之间运动，刀具可在X为70-90范围内对毛坯进行切削。
针对实施例一，本实施例一提供第三个采用此加工方法的加工范例。如图5所示，其中A图形为刀具刃口形状，B图形为最终加工出的形状。按照设计要求，将第一渐开线齿轮的中心坐标Q1确定为(0，0，0)，第二渐开线齿轮的中心坐标Q2确定为(50，0，0)，即第一渐开线齿轮和第二渐开线齿轮的中心距为50；将第二渐开线齿轮和第一渐开线齿轮的传动比确定为1∶1，则选择第一渐开线齿轮的模数m1＝1，z1＝50，第二渐开线齿轮的模数m2＝1，z2＝50。第一渐开线齿轮和第二渐开线齿轮的高度b均为20。毛坯的高度为20，毛坯的中心坐标为(50，0，80)。刀具的坐标为(0，0，X)，其中，X可在70-90之间运动，刀具可在X为70-90范围内对毛坯进行切削。
上述的方法加工出的转子和用常规方法加工出的与刀具轮廓相同的转子可以啮合，以上3个例子两转子啮合的中心距分别为100、100、50，传动比分别为3∶1、4∶1、1∶1。
本实施例一还提供这样范例：根据刀具的刀刃口齿廓的不同，其所加工成的齿轮或者转子的形状不同，但是加工出的齿轮或者转子和刀具齿廓形状相同的齿轮或转子进行啮合的。如图6所示，A图形为齿廓是直线的刀具，B图形为毛坯最终加工出的形状，其中，B图形的齿廓为直线包络线形状的。按照设计要求，将第一渐开线齿轮的中心坐标Q1确定为(0，0，0)，第二渐开线齿轮的中心坐标Q2确定为(50，0，0)，即第一渐开线齿轮和第二渐开线齿轮的中心距为50；将第二渐开线齿轮和第一渐开线齿轮的传动比确定为3∶2，则选择第一渐开线齿轮的模数m1＝2，z1＝20，第二渐开线齿轮的模数m2＝2，z2＝30。第一渐开线齿轮和第二渐开线齿轮的高度b均为20。毛坯的高度为20，毛坯的中心坐标为(50，0，80)。刀具的坐标为(0，0，X)，其中，X可在70-90之间运动，刀具可在X为70-90范围内对毛坯进行切削。
本实施例还可以将刀具刃口形状设为直线、圆弧、样条曲线，依次可以加工出B图形。加工出B图形可以与相同形状的A图形进行啮合。A图形刃口的大小和形状可以根据实际工程中所需而定。如图7所示，若A图形为刀具刃口形状为圆弧时，根据第一渐开线齿轮和第二渐开线齿轮的选择可以加工出齿廓为B图形。
实施例二：
实施例二和实施例一的加工方法区别在于步骤S5。如图2所示，实施例二的步骤S5具体为：第一渐开线齿轮1000固定不动，第二渐开线齿轮2000为行星轮，第二渐开线齿轮2000环绕着第一渐开线齿轮1000作行星运动，行星运动时，两个渐开线齿轮中心距保持不变；第二渐开线齿轮2000通过第二平行轴带动毛坯4000转动，第二渐开线齿轮2000绕着第二平行轴自转以及绕着第一平行轴进行公转，自转的的中心为第二平行轴，公转的中心为第一平行轴，刀具3000沿着第一平行轴作上下运动切削毛坯4000，毛坯4000在自转和公转的过程中被切削，从而使毛坯4000加工成齿轮或者转子。其中，毛坯4000的角速度和第二渐开线齿轮2000的角速度相等，第一渐开线齿轮1000固定不动，即刀具3000没有自转运动，但是刀具3000还可沿着第一平行轴作上下运动。实施例二的坐标建立如同实施例一所示，在此不必赘述。
实施例三：
实施例三和实施例一的加工方法区别在于步骤S5。如图2所示，实施例三的步骤S5具体为：第二渐开线齿轮2000固定不动，第一渐开线齿轮1000为行星轮，第一渐开线齿轮1000环绕着第二渐开线齿轮2000作行星运动，行星运动时，两个渐开线齿轮中心距保持不变。第一渐开线齿轮1000通过第一平行轴带动刀具3000公转和自转，自转的的中心为第一平行轴，公转的中心为第二平行轴，刀具3000还沿着第一平行轴作上下运动切削毛坯4000，使毛坯4000加工成齿轮或者转子，其中刀具3000转动的角速度和第一渐开线齿轮1000转动的角速度相等。实施例三的坐标建立如同实施例一所示，在此不必赘述。
当然，本发明的加工方法还可适合于内齿轮加工，即第一渐开线齿轮和第二渐开线齿轮为内啮合方式。本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。
综上，由于刀具的刃口形状为任意线条构成的形状，比如刀具的刃口形状可以为直线、圆弧、样条曲线等，不同形状的刀具加工出不同形状的齿轮或者转子，加工好的齿轮或转子可以与刀具齿廓形状相同的齿轮或转子进行啮合，刀具的齿廓形状可以为基本曲线等。因此采用此加工方法可以满足工业上对特殊齿轮的需求。比如需要直齿轮以及与之啮合的齿轮，直齿轮可以通过线切割等常规加工方式加工获得，与之啮合的齿轮可以通过本发明的方法进行加工而获得，其刃口的形状为直线，直齿轮组用于泵中；同样对于要加工与圆弧齿轮相啮合的齿轮，那么刃口的形状就为圆弧，圆弧齿轮组用于压缩机中。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。
Claims (9)
1.一种共轭齿轮或转子的加工方法，其特征在于：包括以下步骤，
S1、选择两个渐开线齿轮；根据设计要求确定两个渐开线齿轮的中心距和传动比；
S2、安装第一渐开线齿轮和第二渐开线齿轮；所述第一渐开线齿轮安装在第一平行轴上，第二渐开线齿轮安装在第二平行轴上；
S3、安装刀具；所述刀具安装在第一平行轴上，刀具和第一渐开线齿轮中心轴线重合；
S4、安装毛坯；所述毛坯安装在第二平行轴，毛坯和第二渐开线齿轮中心轴线重合；
S5、第一渐开线齿轮和第二渐开线齿轮啮合旋转运动，第二渐开线齿轮通过第二平行轴带动毛坯转动的同时，刀具还沿着第一平行轴作上下运动切削毛坯，使毛坯加工成齿轮或者转子。
2.根据权利要求1所述的一种共轭齿轮或转子的加工方法，其特征在于：所述步骤S5具体为：第一渐开线齿轮和第二渐开线齿轮作定轴啮合旋转运动，旋转时，两个渐开线齿轮的中心距和传动比保持不变；第二渐开线齿轮通过第二平行轴带动毛坯转动，第一渐开线齿轮通过第一平行轴带动刀具转动，刀具还沿着第一平行轴作上下运动切削毛坯，使毛坯加工成齿轮或者转子；所述刀具转动的角速度和第一渐开线齿轮转动的角速度相等，毛坯转动的角速度和第二渐开线齿轮转动的角速度相等。
3.根据权利要求1所述的一种共轭齿轮或转子的加工方法，其特征在于：所述步骤S5具体为：第一渐开线齿轮固定不动，第二渐开线齿轮为行星轮，第二渐开线齿轮环绕着第一渐开线齿轮作行星运动，行星运动时，两个渐开线齿轮中心距保持不变；第二渐开线齿轮通过第二平行轴带动毛坯公转和自转，自转的的中心为第二平行轴，公转的中心为第一平行轴，刀具沿着第一平行轴作上下运动切削毛坯，使毛坯加工成齿轮或者转子；所述毛坯转动的角速度和第二渐开线齿轮转动的角速度相等。
4.根据权利要求1所述的一种共轭齿轮或转子的加工方法，其特征在于：所述步骤S5具体为：第二渐开线齿轮固定不动，第一渐开线齿轮为行星轮，第一渐开线齿轮环绕着第二渐开线齿轮作行星运动，行星运动时，两个渐开线齿轮中心距保持不变；第一渐开线齿轮通过第一平行轴带动刀具公转和自转，自转的的中心为第一平行轴，公转的中心为第二平行轴，刀具还沿着第一平行轴作上下运动切削毛坯，使毛坯加工成齿轮或者转子；所述刀具转动的角速度和第一渐开线齿轮转动的角速度相等。
5.根据权利要求2所述的一种共轭齿轮或转子的加工方法，其特征在于：所述第一渐开线齿轮或第二渐开线齿轮为单级齿轮传动或多级齿轮传动。
6.根据权利要求1所述的一种共轭齿轮或转子的加工方法，其特征在于：所述刀具的刃口形状为任意线条构成的形状。
7.根据权利要求1所述的一种共轭齿轮或转子的加工方法，其特征在于：步骤S5加工出的齿轮或转子和刀具齿廓形状相同的齿轮或转子相互啮合。
8.根据权利要求1所述的一种共轭齿轮或转子的加工方法，其特征在于：所述渐开线齿轮通过键连接安装在平行轴上。
9.根据权利要求1所述的一种共轭齿轮或转子的加工方法，其特征在于：所述刀具通过花键和第一平行轴联接。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20160113 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |