CN110064800B - 一种双贝塞尔弧齿轮滚刀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双贝塞尔弧齿轮滚刀，包括：多个滚刀齿；滚刀齿的齿形轮廓线包括：依次连接的第一齿根直线、第一主切削直线、第一副切削直线、第一齿顶曲线、第二齿顶曲线、第二副切削直线、第二主切削直线和第二齿根直线;第一齿顶曲线和第一副切削直线相连并在连接点处相切；第二齿顶曲线和第二副切削直线相连并在连接点处相切；第一齿顶曲线和第二齿顶曲线均为三阶贝塞尔曲线，第一齿顶曲线定义有第一起点、第一终点、第一上控制点和第一下控制点；第二齿顶曲线定义有第二起点、第二终点、第二上控制点和第二下控制点。本发明的有益之处在于，被加工的齿轮具有较高的齿根强度。

Description

一种双贝塞尔弧齿轮滚刀

技术领域

本发明涉及一种齿轮滚刀，尤其适用于加工渐开线齿轮的齿轮滚刀。

背景技术

对于渐开线齿轮，特别是用于重载传动的齿轮，齿根的强度往往是限定传动能力的主要因素，例如：在风电齿轮箱行星轮系中，行星轮齿根强度往往是传扭中最薄弱的一环。改善齿根应力分布能够提升产品的承载能力，而优化齿轮根部过度曲线能够有效改善齿根应力分布。

在生产中，滚齿加工应用最为广泛。目前，滚刀通常采用全圆弧结构，使用该类刀具加工出的齿轮齿根强度较弱。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种双贝塞尔弧滚刀刀头结构，相比全圆弧滚刀刀头结构，该滚刀结构能够产生更大的滚刀齿顶曲率半径。本发明的滚刀齿形结构能够有效改善其共轭齿形的齿根过度曲线上的曲率分布，增大齿根过度曲线的曲率半径，降低齿根最大应力，提高渐开线齿轮齿根强度。

为了实现上述目标，本发明采用如下方案：

一种双贝塞尔弧齿轮滚刀，包括：多个滚刀齿；滚刀齿的齿形轮廓线包括：依次连接的第一齿根直线、第一主切削直线、第一副切削直线、第一齿顶曲线、第二齿顶曲线、第二副切削直线、第二主切削直线和第二齿根直线。

第一齿顶曲线和第一副切削直线相连并在连接点处相切；第二齿顶曲线和第二副切削直线相连并在连接点处相切；第一齿顶曲线和第二齿顶曲线均为三阶贝塞尔曲线，第一齿顶曲线定义有第一起点、第一终点、第一上控制点和第一下控制点；第二齿顶曲线定义有第二起点、第二终点、第二上控制点和第二下控制点。

第一齿顶曲线和第二齿顶曲线相连且在连接点处相切；第一终点和第二终点重合为第一齿顶曲线和第二齿顶曲线的连接点；第一下控制点和第一终点的连线与第二下控制点和第二终点的连线位于同一直线上；第一起点和第一上控制点的连线位于第一副切削直线的延长线上并与第一副切削直线相连；第二起点和第二上控制点的连线位于第二副切削直线的延长线上并与第二副切削直线相连。

进一步地，滚刀齿定义有一对称线；第一副切削直线、第一主切削直线和第一齿根直线与第二副切削直线、第二主切削直线和第二齿根直线关于对称线对称。

进一步地，通过第一齿顶曲线和第二齿顶曲线的相连点的第一齿顶曲线的切线垂直于对称线。

进一步地，第一齿顶曲线和第二齿顶曲线的连接点位于对称线的一侧。

进一步地，第一齿顶曲线和第二齿顶曲线的连接点位于对称线上。

进一步地，第一齿顶曲线和第二齿顶曲线关于对称线对称。

进一步地，第一下控制点和第二下控制点的连线垂直于对称线。

进一步地，第一齿顶曲线和第二齿顶曲线的连接点位于第一下控制点和第二下控制点的连线上。

本发明的有益之处在于，采用双贝塞尔弧滚刀齿形结构，相比全圆弧滚刀齿形结构，能够产生更大的滚刀齿顶圆弧，可以有效改善齿根过度曲线上的曲率分布，增大齿根过度曲线的曲率半径，降低齿根最大应力，提高渐开线齿轮齿根强度。

附图说明

图1是本发明的一种双贝塞尔弧齿轮滚刀的滚刀齿的齿形轮廓线的示意图。

滚刀齿100，对称线101，第一齿根直线AB，第一主切削直线BC，第一副切削直线CD，第一齿顶曲线DE，第二齿顶曲线D’E，第二副切削直线C’D’，第二主切削直线B’C’，第二齿根直线A’B’。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作具体介绍。

如图1所示，一种双贝塞尔弧齿轮滚刀，包括：多个滚刀齿100。

滚刀齿100的齿形轮廓线包括：依次连接的第一齿根直线AB、第一主切削直线BC、第一副切削直线CD、第一齿顶曲线DE、第二齿顶曲线D’E、第二副切削直线C’D’、第二主切削直线B’C’和第二齿根直线A’B’。

第一齿顶曲线DE和第一副切削直线CD相连并在连接点处相切。具体而言，第一齿顶曲线DE和第一副切削直线CD在D点相连，D点为第一齿顶曲线DE和第一副切削直线CD的切点。

第二齿顶曲线D’E和第二副切削直线C’D’相连并在连接点处相切。具体而言，第二齿顶曲线D’E和第二副切削直线C’D’在D’点相连，D’点为第二齿顶曲线D’E和第二副切削直线C’D’的切点。

第一齿顶曲线DE和第二齿顶曲线D’E均为三阶贝塞尔曲线。三阶贝塞尔曲线包括起点、终点和两个控制点。具体而言，第一齿顶曲线DE定义有第一起点D、第一终点E、第一上控制点F1和第一下控制点F2。第二齿顶曲线D’E定义有第二起点D’、第二终点E、第二上控制点G1和第二下控制点G2。

第一齿顶曲线DE和第二齿顶曲线D’E相连且在连接点处相切。具体而言，第一齿顶曲线DE和第二齿顶曲线D’E在D点相连，切点为D点。第一终点E和第二终点E重合为第一齿顶曲线DE和第二齿顶曲线D’E的连接点E。

第一下控制点F2和第一终点E的连线与第二下控制点G2和第二终点E的连线位于同一直线上。

第一起点D和第一上控制点F1的连线位于第一副切削直线CD的延长线上并与第一副切削直线CD相连。第二起点D’和第二上控制点G1的连线位于第二副切削直线C’D’的延长线上并与第二副切削直线C’D’相连。

作为一种具体的实施方式，滚刀齿100定义有一对称线101。第一副切削直线CD、第一主切削直线BC和第一齿根直线AB与第二副切削直线C’D’、第二主切削直线B’C’和第二齿根直线A’B’关于对称线101对称。

通过第一齿顶曲线DE和第二齿顶曲线D’E的相连点E的第一齿顶曲线DE的切线垂直于对称线101。E点位于线段FG上。

作为一种具体的实施方式，第一下控制点F2和第二下控制点G2的连线垂直于对称线101。第一齿顶曲线DE和第二齿顶曲线D’E的连接点E位于第一下控制点F2和第二下控制点G2的连线上。

作为一种具体的实施方式，第一齿顶曲线DE和第二齿顶曲线D’E的连接点位于对称线101的一侧。可以着重加强其共轭齿形单侧翅根强度。

作为一种可选的实施方式，第一齿顶曲线和第二齿顶曲线的连接点位于对称线上。其共轭齿形双侧齿根强度同等程度进行加强。进一步地，第一齿顶曲线和第二齿顶曲线关于对称线对称。其共轭齿形双侧形状完全相同。

采用双贝塞尔弧滚刀齿形结构，相比全圆弧滚刀齿形结构，能够产生更大的滚刀齿顶圆弧，可以有效改善齿根过度曲线上的曲率分布，增大齿根过度曲线的曲率半径，降低齿根最大应力，提高渐开线齿轮齿根强度。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (1)

1.一种双贝塞尔弧齿轮滚刀，包括：多个滚刀齿；其特征在于，

所述滚刀齿的齿形轮廓线包括：依次连接的第一齿根直线、第一主切削直线、第一副切削直线、第一齿顶曲线、第二齿顶曲线、第二副切削直线、第二主切削直线和第二齿根直线；

所述第一齿顶曲线和所述第一副切削直线相连并在连接点处相切；所述第二齿顶曲线和所述第二副切削直线相连并在连接点处相切；所述第一齿顶曲线和所述第二齿顶曲线均为三阶贝塞尔曲线，所述第一齿顶曲线定义有第一起点、第一终点、第一上控制点和第一下控制点；所述第二齿顶曲线定义有第二起点、第二终点、第二上控制点和第二下控制点；

所述第一齿顶曲线和所述第二齿顶曲线相连且在连接点处相切；所述第一终点和所述第二终点重合为所述第一齿顶曲线和所述第二齿顶曲线的连接点；所述第一下控制点和所述第一终点的连线与所述第二下控制点和所述第二终点的连线位于同一直线上；所述第一起点和所述第一上控制点的连线位于所述第一副切削直线的延长线上并与所述第一副切削直线相连；所述第二起点和所述第二上控制点的连线位于所述第二副切削直线的延长线上并与所述第二副切削直线相连；

所述滚刀齿定义有一对称线；所述第一副切削直线、所述第一主切削直线和所述第一齿根直线与所述第二副切削直线、所述第二主切削直线和所述第二齿根直线关于所述对称线对称；

通过所述第一齿顶曲线和所述第二齿顶曲线的相连点的所述第一齿顶曲线的切线垂直于所述对称线；

所述第一齿顶曲线和所述第二齿顶曲线的连接点位于所述对称线的一侧，或者，所述第一齿顶曲线和所述第二齿顶曲线的连接点位于所述对称线上；

所述第一下控制点和所述第二下控制点的连线垂直于所述对称线；

所述第一齿顶曲线和所述第二齿顶曲线的连接点位于所述第一下控制点和所述第二下控制点的连线上。