CN117102589A - 一种近似人字齿的弧齿加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种近似人字齿的弧齿加工方法，包括以下步骤：预备盘式齿形铣刀，将盘式齿形铣刀安装在机床主轴上；设定齿轮的节圆线速度与盘式齿形铣刀的线速度相等；采用盘式齿形铣刀在圆柱齿轮上做展成运动，类似于圆弧齿条与圆弧圆柱齿轮啮合传动，盘式齿形铣刀的刀齿在啮合运动过程中，切出单个齿槽然后分齿；重复切齿槽过程，直到切出所有齿槽。本发明的盘式齿形铣刀的刀齿在啮合运动过程中，切出单个齿槽然后分齿；重复切齿槽过程，直到切出所有齿槽，这样就能够加工出人字齿，操作方法简单，且加工精度高。
Description
技术领域
本发明涉及一种近似人字齿的弧齿加工方法。
背景技术
在齿轮制造中，人字齿可视为由两个螺旋角相同而旋向相反的斜齿轮组成，人字齿加工很困难，因为两侧的齿形需分开加工，并要求两侧的齿向交点与齿宽中心重合。现人字齿加工是完成一半齿轮后，在机床上通过划线准确划出另一半齿轮位置线，并按位置线准确对刀，再铣出另一半齿轮。
如图1所示为一人字齿轮，在普通滚齿机上加工这样的齿轮，都采用划线法，即先加工一端某一旋向，然后以加工好的一端为基准，通过划线的方法确定岀另一端旋向和对刀线。显然，这样做既费工，误差又大，很难控制齿轮人字对中的错位量，见图2。在数控滚齿机上滚削人字齿轮，可以使机加控制在最小范围内。若测量工作台平面到齿轮人字中线的距离H，就必须测出工作台平面到夹具定位面的距离H1及齿轮的定位基准面到人字中线的距离H2，则H=H1+H2。这个测量值的精确度直接影响人字对中的精度。
另外，由于是两侧对刀加工，左右旋齿的齿厚、对中、精度等偏差对传动质量影响较大，但又较难彻底解决。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种操作简单、加工精度高的近似人字齿的弧齿加工方法。
本发明解决上述问题的技术方案是：一种近似人字齿的弧齿加工方法，包括以下步骤：
步骤一：预备盘式齿形铣刀，将盘式齿形铣刀安装在机床主轴上；
步骤二：设定齿轮的节圆线速度与盘式齿形铣刀的线速度相等；
步骤三：采用盘式齿形铣刀在圆柱齿轮上做展成运动，类似于圆弧齿条与圆弧圆柱齿轮啮合传动，盘式齿形铣刀的刀齿在啮合运动过程中，切出单个齿槽然后分齿；
步骤四：重复切齿槽过程，直到切出所有齿槽。
上述近似人字齿的弧齿加工方法，由于盘式齿形铣刀同时切内齿面和切外齿面，如果刀齿使用相同的两侧压力角，切出来的齿向凹面与凸面在节圆上的压力角是不相等的，因此，为确保切出两侧齿轮中点处的两边压力角相等，对刀齿的两边压力角进行修正，修正时，外侧刃齿形角减少Δα，内侧刃齿形角增加Δα，而Δα≈sinβ，β为两侧齿轮的螺旋角。
上述近似人字齿的弧齿加工方法，所述步骤一中，盘式齿形铣刀有两种结构，即斜切椭弧齿形和直切圆弧齿形。
上述近似人字齿的弧齿加工方法，斜切椭弧齿形是渐变齿形，齿宽中心的齿槽宽最大，向两端面逐渐减小。
上述近似人字齿的弧齿加工方法，直切圆弧齿形是等宽齿槽，即两端面间的法向齿槽宽一致。
上述近似人字齿的弧齿加工方法，所述盘式齿形铣刀替换为格里森盘铣刀。
本发明的有益效果在于：本发明设定齿轮的节圆线速度与盘式齿形铣刀的线速度相等，采用盘式齿形铣刀在圆柱齿轮上做展成运动，类似于圆弧齿条与圆弧圆柱齿轮啮合传动，盘式齿形铣刀的刀齿在啮合运动过程中，切出单个齿槽然后分齿；重复切齿槽过程，直到切出所有齿槽，这样就能够加工出人字齿，操作方法简单，且加工精度高。
附图说明
图1为现有技术加工人字齿轮的示意图。
图2为现有技术加工中人字对中错位量的示意图。
图3为本发明的加工示意图。
图4为刀齿两边压力角的示意图。
图5为斜切椭弧齿形的结构和齿形图。
图6为直切圆弧齿形的结构和齿形图。
实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
如图3所示，一种近似人字齿的弧齿加工方法，包括以下步骤：
步骤一：预备盘式齿形铣刀，将盘式齿形铣刀安装在机床主轴上；盘式齿形铣刀也可以替换为格里森盘铣刀，本发明以盘式齿形铣刀为例。
步骤二：设定齿轮的节圆线速度与盘式齿形铣刀的线速度相等。
步骤三：采用盘式齿形铣刀在圆柱齿轮上做展成运动，类似于圆弧齿条与圆弧圆柱齿轮啮合传动，盘式齿形铣刀的刀齿在啮合运动过程中，切出单个齿槽然后分齿。
步骤四：重复切齿槽过程，直到切出所有齿槽。
此加工方法通过A轴（齿坯旋转轴）和Y轴（刀齿相对直线运动）的联动即可。即加工过程中齿轮的节圆线速度与盘式齿形铣刀的线速度相等。
由于盘式齿形铣刀同时切内齿面和切外齿面，如果刀齿使用相同的两侧压力角，切出来的齿向凹面与凸面在节圆上的压力角是不相等的，如图4所示，即α＇≠α＂；因此，为确保切出两侧齿轮中点处的两边压力角相等，对刀齿的两边压力角进行修正。修正时，外侧刃齿形角减少Δα，内侧刃齿形角增加Δα，而Δα≈sinβ，β为两侧齿轮的螺旋角。
盘式齿形铣刀有两种结构，即斜切椭弧齿形和直切圆弧齿形。如图5所示，斜切椭弧齿形是渐变齿形，齿宽中心的齿槽宽最大，向两端面逐渐减小。如图6所示，直切圆弧齿形是等宽齿槽，即两端面间的法向齿槽宽一致。
通过验证，此设计基本可满足实际使用要求和设计目标。
Claims (6)
1.一种近似人字齿的弧齿加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：预备盘式齿形铣刀，将盘式齿形铣刀安装在机床主轴上；
步骤二：设定齿轮的节圆线速度与盘式齿形铣刀的线速度相等；
步骤三：采用盘式齿形铣刀在圆柱齿轮上做展成运动，类似于圆弧齿条与圆弧圆柱齿轮啮合传动，盘式齿形铣刀的刀齿在啮合运动过程中，切出单个齿槽然后分齿；
步骤四：重复切齿槽过程，直到切出所有齿槽。
2.根据权利要求1所述的近似人字齿的弧齿加工方法，其特征在于，由于盘式齿形铣刀同时切内齿面和切外齿面，如果刀齿使用相同的两侧压力角，切出来的齿向凹面与凸面在节圆上的压力角是不相等的，因此，为确保切出两侧齿轮中点处的两边压力角相等，对刀齿的两边压力角进行修正，修正时，外侧刃齿形角减少Δα，内侧刃齿形角增加Δα，而Δα≈sinβ，β为两侧齿轮的螺旋角。
3.根据权利要求1所述的近似人字齿的弧齿加工方法，其特征在于，所述步骤一中，盘式齿形铣刀有两种结构，即斜切椭弧齿形和直切圆弧齿形。
4.根据权利要求3所述的近似人字齿的弧齿加工方法，其特征在于，斜切椭弧齿形是渐变齿形，齿宽中心的齿槽宽最大，向两端面逐渐减小。
5.根据权利要求3所述的近似人字齿的弧齿加工方法，其特征在于，直切圆弧齿形是等宽齿槽，即两端面间的法向齿槽宽一致。
6.根据权利要求1所述的近似人字齿的弧齿加工方法，其特征在于，所述盘式齿形铣刀替换为格里森盘铣刀。
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