CN112872499B - 面齿轮车齿的齿面修形方法 - Google Patents

面齿轮车齿的齿面修形方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种面齿轮车齿的齿面修形方法，包括螺旋角修形、齿宽修形或刀倾修形；螺旋角修形通过改变加工过程中的进给方向，即改变真实齿面的螺旋角来实现齿面的修正；齿宽修形通过改变加工过程中齿宽的深度来实现齿面的修形，此时刀具切削深度随着进给改变，理论刀具的分度圆半径发生变化；刀倾修形通过使加工过程中刀具相对齿轮倾斜来改变齿面几何形状，刀具的真实分度圆半径和垂直刀位随刀具倾斜发生改变。本发明通过齿面修形使加工的齿面能与小轮正确的啮合，消除由于加工和安装偏置距不同所带来的误差，使加工的面齿轮能和标准的圆柱齿轮正确啮合。

Description

面齿轮车齿的齿面修形方法
技术领域
本发明涉及面齿轮车齿加工领域，更具体地说，涉及一种面齿轮车齿的齿面修形方法。
背景技术
面齿轮车齿加工是一种新型的面齿轮加工工艺，具有高效、高精等特点，但是其加工原理和传动原理不一致，加工过程和实际传动过程中的偏置距很难一致，故而加工齿面和理论齿面不一致，导致加工齿面接触情况不理想等问题。为了达到许用的切削速度，刀具和工作和工件的偏置一般要大于啮合时大小轮之间的偏置，故加工得到的齿面与理论面齿轮的齿面是不相同的，即存在理论加工误差。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种面齿轮车齿的齿面修形方法，能够消除由于加工和安装偏置距不同所带来的误差。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种面齿轮车齿的齿面修形方法，包括螺旋角修形、齿宽修形或刀倾修形；螺旋角修形通过改变加工过程中的进给方向，即改变真实齿面的螺旋角来实现齿面的修正；齿宽修形通过改变加工过程中齿宽的深度来实现齿面的修形，此时刀具切削深度随着进给改变，理论刀具的分度圆半径发生变化；刀倾修形通过使加工过程中刀具相对齿轮倾斜来改变齿面几何形状，刀具的真实分度圆半径和垂直刀位随刀具倾斜发生改变。
进一步的，螺旋角修形的方法中刀具进给沿着曲线进给，进给距离sf的函数为：H'(sf)＝H+ΔH(sf)，式中H为切削时刀具的垂直位置，ΔH(sf)为附加进给函数，ΔH(sf)＝a0+a1(sf-a2)2，式中a0，a1和a2为多项式的系数，通过调整系数改变修形运动，最终实现齿面的修形。
进一步的，齿宽修形的方法中理论刀具的分度圆半径为rc'按下式计算：rc'(sf)＝rc+Δrc(sf)；式中，Δrc(sf)为附加的进给深度，Δrc(sf)＝b0+b1(sf-b2)2，式中b0，b1和b2为多项式的系数，通过调整系数可改变齿面深度，最终实现齿面的修形。
进一步的，刀倾修形的方法中，刀具的真实分度圆半径rc”(sf)和垂直刀位H'(sf)通过以下公式计算：
式中，βt为切削时刀具相对齿轮胚的夹角。
进一步的，刀倾修形的方法获得的刀具和工件的坐标变换矩阵M01(sf)为：
式中，Σ为齿轮和刀具的轴线夹角，V为切削时刀具的水平位置。
实施本发明的面齿轮车齿的齿面修形方法，具有以下有益效果：
1、本发明通过控制刀具以不同的曲线进给实现面齿轮齿面的修正，使加工的齿面能与小轮正确的啮合，消除由于加工和安装偏置距不同所带来的误差。
2、本发明通过改变机床的运动以及刀具和工件的相对位置来实现齿面的修正，最终使加工的面齿轮能和标准的圆柱齿轮正确啮合。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是螺旋角修形方法的示意图；
图2是齿宽修形方法的示意图；
图3是刀倾修形方法的示意图；
图4是车齿齿面修形所采用的坐标系示意图；
图5是不修形下车齿面齿轮齿面偏差示意图；
图6是不修形下小轮(a)和大轮(b)左侧齿面接触区示意图；
图7是不修形下小轮(a)和大轮(b)右侧齿面接触区示意图；
图8是修形后大轮的齿面偏差示意图；
图9是修形下小轮(a)和大轮(b)左侧齿面接触区示意图；
图10是修形下小轮(a)和大轮(b)右侧齿面接触区示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
本发明提供了如下螺旋角修形、齿宽修形、刀倾修形三种齿面修形方法，三种齿面修形方法可以单独使用，也可以组合使用。通过本发明齿面修形方法实现车齿面齿轮齿面的高阶修正，最终满足与小齿轮的点共扼要求。
1、螺旋角修形
如图1所示，该方法通过改变加工过程中的进给方向，即改变真实齿面的螺旋角来实现齿面的修正。此时，刀具进给沿着曲线进行，在此定义为H'(sf)，即进给距离sf的函数，按下式计算：H'(sf)＝H+ΔH(sf)，式中ΔH(sf)为附加进给函数，一般可以定义为多项式，即：
ΔH(sf)＝a0+a1(sf-a2)2，式中a0，a1和a2为多项式的系数，通过调整系数可改变修形运动，最终实现齿面的修形。修形后的齿面方程可通过将H'(sf)代入图4所示的坐标系中推导得出。
2、齿宽修形
如图2所示，该方法通过改变加工过程中齿宽的深度来实现齿面的修形。此时刀具切削深度随着进给改变。从而，理论刀具的分度圆半径发生变化，定义为rc'，按下式计算：rc'(sf)＝rc+Δrc(sf)。式中，Δrc(sf)为附加的进给深度，以多式式的形式定义，即：
Δrc(sf)＝b0+b1(sf-b2)2，式中b0，b1和b2为多项式的系数，通过调整系数可改变齿面深度，最终实现齿面的修形。修形后的齿面可将rc'(sf)代入图4所示的坐标系中，推导得出。
3、刀倾修形
如图3所示，该方法通过使加工过程中刀具相对齿轮倾斜来改变齿面几何。由于刀具倾斜，刀具的真实分度圆半径和垂直刀位也随之发生改变，分别设为rc”(sf)和H'(sf)，可按下式计算：
最终刀具和工件的坐标变换矩阵M01(sf)也会发生改变，成为：
通过将该坐标矩阵代入图4所示的运动关系中，可得到刀倾修形后的真实齿面。
根据上述齿面修形方法对一对面齿轮进行加工设计，齿轮副的参数如表1所示，选用的刀具的参数如表2所示，对面齿轮进行加工选用如表3所示的修形参数。不修形情况下齿轮的表面偏差如图5所示，接触区如图6、图7所示。采用表3所示的参数对其进行加工修形，修形后齿轮的齿面的偏差如图8所示，齿面的接触区如图9、图10所示。从中可知，齿面偏差和接触区有明显的改善。
表1齿轮基本参数
表2刀具参数
表3齿面修形参数
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (1)

1.一种面齿轮车齿的齿面修形方法，其特征在于，包括螺旋角修形、齿宽修形或刀倾修形；螺旋角修形通过改变加工过程中的进给方向，即改变真实齿面的螺旋角来实现齿面的修正；齿宽修形通过改变加工过程中齿宽的深度来实现齿面的修形，此时刀具切削深度随着进给改变，理论刀具的分度圆半径发生变化；刀倾修形通过使加工过程中刀具相对齿轮倾斜来改变齿面几何形状，刀具的真实分度圆半径和垂直刀位随刀具倾斜发生改变；
螺旋角修形的方法中刀具进给沿着曲线进给，进给距离sf的函数为：H'(sf)＝H+ΔH(sf)，式中H为切削时刀具的垂直位置，ΔH(sf)为附加进给函数，ΔH(sf)＝a0+a1(sf-a2)2，式中a0，a1和a2为多项式的系数，通过调整系数改变修形运动，最终实现齿面的修形；
齿宽修形的方法中理论刀具的分度圆半径为rc'按下式计算：rc'(sf)＝rc+Δrc(sf)；式中，Δrc(sf)为附加的进给深度，Δrc(sf)＝b0+b1(sf-b2)2，式中b0，b1和b2为多项式的系数，通过调整系数可改变齿面深度，最终实现齿面的修形；
刀倾修形的方法中，刀具的真实分度圆半径rc”(sf)和垂直刀位H'(sf)通过以下公式计算：
式中，βt为切削时刀具相对齿轮胚的夹角；
刀倾修形的方法获得的刀具和工件的坐标变换矩阵M01(sf)为：
式中，Σ为齿轮和刀具的轴线夹角，V为切削时刀具的水平位置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101225878A (zh) * 2007-01-19 2008-07-23 西北工业大学 弧线齿面齿轮副及其加工方法
CN102357678A (zh) * 2011-09-09 2012-02-22 长沙哈量凯帅精密机械有限公司 一种加工螺旋锥齿轮的机床和方法
CN102423820A (zh) * 2011-10-10 2012-04-25 唐进元 基于蜗杆砂轮的面齿轮磨齿加工方法
CN105223814A (zh) * 2015-09-30 2016-01-06 上海理工大学 渐开线齿轮成形砂轮计算方法
CN110966374A (zh) * 2019-11-25 2020-04-07 金华新天齿轮有限公司 高精度机器人用大减比准双曲面齿轮的设计方法
CN111985058A (zh) * 2020-07-23 2020-11-24 湖南中大创远数控装备有限公司 一种基于高阶运动模型的螺旋锥齿轮齿面重构方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101225878A (zh) * 2007-01-19 2008-07-23 西北工业大学 弧线齿面齿轮副及其加工方法
CN102357678A (zh) * 2011-09-09 2012-02-22 长沙哈量凯帅精密机械有限公司 一种加工螺旋锥齿轮的机床和方法
CN102423820A (zh) * 2011-10-10 2012-04-25 唐进元 基于蜗杆砂轮的面齿轮磨齿加工方法
CN105223814A (zh) * 2015-09-30 2016-01-06 上海理工大学 渐开线齿轮成形砂轮计算方法
CN110966374A (zh) * 2019-11-25 2020-04-07 金华新天齿轮有限公司 高精度机器人用大减比准双曲面齿轮的设计方法
CN111985058A (zh) * 2020-07-23 2020-11-24 湖南中大创远数控装备有限公司 一种基于高阶运动模型的螺旋锥齿轮齿面重构方法

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