CN1068985A

CN1068985A - 一种变速比齿条的加工方法

Info

Publication number: CN1068985A
Application number: CN 91105140
Authority: CN
Inventors: 贾巨民
Original assignee: TRANSPORTATION ENGINEERING COLLEGE PLA
Current assignee: TRANSPORTATION ENGINEERING COLLEGE PLA
Priority date: 1991-07-30
Filing date: 1991-07-30
Publication date: 1993-02-17

Abstract

本发明提出一种加工变速比齿条的方法，属于齿条加工工艺。本发明的特征在于：(1)加工变速比齿条的刀具，其齿数可任意增大，其余尺寸参数相同于与齿条相啮合的齿轮的尺寸参数；(2)在加工过程中，刀具除作正常展切运动外，应按一定规律作径向进给运动，齿条毛坯应按一定规律作切向进给运动。本加工方法既可在数控机床上完成，也可设计专用凸轮机构，在普通机床上完成。本发明可供汽车或汽车配件制造部门推广使用。

Description

本发明涉及变速比齿条的加工方法。

汽车用变速比齿轮齿条式转向器是由一个正常的渐开线螺旋齿轮和一个特殊的齿条相啮合而成的，这种特殊齿条的结构特征是：齿条各段齿面的结构参数是不同的，粗略看，齿条中部齿距大，速比大，齿条两端齿距小，速比小，因而具有以下优点：在直线行驶过程中遇有紧急情况时，转弯十分灵敏迅速，转至一定角度后，转弯速度逐步降低，这时，司机操作驾驶盘所化的力也降低。从而，提高了汽车的转弯性能。

但是，这种特殊的变速比齿条，国际上公认：用传统的齿条加工方法是无法完成的（见Hustralian Pat.No.462162和SAE 841199）。一般认为，由于变速比齿条各段齿面的结构参数互不相同，如果采用传统的展成切削法加工全部齿面，刀具的形状和尺寸，只能采用与之相啮合的齿轮的形状和尺寸。而这种齿轮的根圆直径只有10～12毫米，齿数只有5～6个，而且螺旋角又较大，使用这种刀具存在以下问题：

（1）刀具制造工艺复杂，成本昂贵;

（2）刀具强度太弱，易损坏。

因而，这种办法至今未得到普遍采用，变速比齿条的大批量生产问题至今没有解决，致使变速比齿轮齿条式转向器至今不能普遍应用于汽车。

本发明的目的是研制一种简单易行、成本低廉，适合于批量生产的变速比齿条的加工方法。

本发明的目的是这样实现的：将与变速比齿条相啮合的齿轮的齿数加大（理论上可无限加大，直至不发生干涉为止），使其直径加大，其它参数不变，制成刀具。刀具与齿条毛坯之间按照相应的速比关系进行展成切削，在切削过程中，齿条毛坯沿切向作有规律的进给运动，刀具沿径向也作有规律的进给运动，这样便能加工出变速比齿条各齿的全部齿面。这种方法可在数控机床上完成，也可按本发明设计专用工具，然后用插齿、磨齿、剃齿及电加工等方法完成。

本发明的优点：

（1）刀具齿数多，强度大，可反复使用，降低加工成本。

（2）可在数控机床上加工，也可设计专用工具后在普通机床上加工，可大批量生产。

下面结合附图详细介绍本发明的实施例：

图1为变速比齿条结构示意图;

图2为变速比齿轮齿条式转向器内齿轮与齿条的啮合情况图;

图3为变速比齿轮齿条式转向器的速比曲线;

图4为用插齿法加工变速比齿条的示意图。

参看图1，图中所示为变速比齿条（1）的外形，由图可知，齿条的中部（2）齿距大，齿条的两端（3，4）齿距小。

参看图2，图中所示为正常的渐开线螺旋齿轮（5）与变速比齿条（1）的啮合情况图，齿轮（5）与方向盘相连，齿条（1）与转向桥相连。

参看图3，图中所示为变速比齿条式转相器的速比曲线图，图中，φ为方向盘的转角，S为转向器变速比关系。

参看图4，图中所示为用插齿法加工变速比齿条的情况，6为插齿刀，其齿数可以较转向器齿轮齿数为大，增大到切削时不发生干涉为止，以增强其强度并方便制造。插齿刀（6）的上部固定有凸轮（7），在加工过程中，除作竖直方向往复运动外，依靠凸轮（7）作旋转运动，这是加工一般齿条所需的动作。为了加工变速比齿条，插齿刀（6）还需沿径向作一个附加的进给运动，运动关系式为：

fr＝（Rj2-Rj1）/cosA;

齿条毛坯（8）需沿切向作进给运动，运动关系为：

ft＝-[Rj2+（Rj1-Rj2）tg²A]/（sinψcosA+cosψtgβj）;

式中各参数的意义：

cosA＝-（Rj1+Scosψtgβj）/（Ssinψ）;

ψ＝90°+γ;

Rj1：转向器齿轮基圆半径;

Rj2：刀具基圆半径;

γ：转向器安装角;

S：转向器变速比关系;

Bj：齿轮基圆螺旋角。

Claims

1、一种加工变速比齿条的方法，其特征在于：

a.加工齿条所用的齿轮式刀具(6)的齿数，在不发生干涉的情况下可任意加大，其余参数全部取用与之相啮合的齿轮的参数；

b.在加工过程中，齿轮式刀具(6)除作竖直方向往复运动和圆周方向旋转运动外，还按下述关系作径向运动：

fr=(Rj-Rj)/cosA；

c.在加工过程中，齿条毛坯(1)按下述关系作切向进给运动：

ft=-[Rj+(Rj-Rj)tgA](sinψcosA+cosψtgβj)；

式中各参数的含义：

cosA=-(Rj+Scosψtgβj)/(Ssinψ)；

ψ=90°+γ；

Rj1：转向器齿轮基圆半径；

Rj2：刀具基圆半径；

γ：转向器安装角；

S：转向器变速比关系；

βj：齿轮基圆螺旋角。