CN1562547A - 摆线齿轮数控磨齿方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及的摆线齿轮数控磨齿方法中，利用曲柄连杆机构带动圆弧齿廓的盘形砂轮作往复直线运动，形成等效的圆柱形磨削面，再由微机控制的双坐标数控系统带动摆线齿轮工件作移动及转动(p，θ)运动，由等效磨削面包络出摆线齿轮的整个齿形面。该方法可以磨削外摆线齿轮和内摆线齿轮。本发明还提供了摆线齿轮数控磨齿的装置。采用本发明的方法和装置可以成倍地提高磨削效率，磨削精度高而稳定，成本低。
Description
技术领域
本发明属于机械制造领域下属的齿轮制造。
背景技术
摆线齿轮减速机具有减速比大，结构简单的优点，而获得了广泛的应用，摆线减速机的关键零件为摆线齿轮，这种齿轮需要淬火和磨削加工。多年来，摆线齿轮磨齿机均采用模拟摆线减速机的齿轮作自转和公转的盘形砂轮磨齿法，这种方法的生产率很低，从而增大了摆线齿轮减速机的成本，而限制了摆线齿轮减速机的广泛应用。本发明者曾于1988年研制成功摆线齿轮砂带磨齿法，由于砂带无法达到很高的精度，仅解决了摆线齿轮的粗磨问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种摆线齿轮数控磨齿方法及装置，方法由现有磨齿机的逐点磨削发展为线磨削，从而可以成倍的提高摆线齿轮磨齿效率，并通过采用先进的微机数控技术，使磨齿工艺由机械操作，提高到半自动水平。使磨齿装置具有生产效率高，精度高且稳定，结构简单，自动化程度高的优点。
本发明提供的摆线齿轮数控磨齿方法是这样的，其特征在于：方法包括建立工作台的水平滚珠导轨，大磨头的垂直滚珠导轨及其上下往复直线运动用曲柄连杆机构、圆弧砂轮修整器，微机控制双座标开环控制系统；加工时，将摆线齿轮工件在工作台上作定轴转动，同时按摆线轨迹坐标作移动，从而以极座标包络法(ρ，θ)磨出摆线齿廓；采用带圆弧齿廓的盘形砂轮，由曲柄连杆机构带动，一直以较快的速度沿摆线齿轮轴线方向作往复运动，在工件上形成等效的圆柱磨削表面；摆线齿轮工件转动一周后，砂轮就把齿轮的整个齿面磨削了一遍，每转一周后，摆线齿轮径向进给一次，再磨一遍，直到磨到摆线齿轮要求的直径为止。
选择盘形砂轮的圆弧半径大于针轮的半径，最大以摆线齿轮齿底的曲率半径ρ为限，从而可以提高工效。
利用同时装多对工件的办法，以提高加工效率。
本发明提供的摆线齿轮数控磨齿装置的结构是这样的：它包括水平滚珠导轨，可沿x方向往复移动，可绕垂直轴O1转动的回转工作台，位于工作台上的夹具，安装在大磨头上，可绕水平轴O2高速转动的砂轮；大磨头右侧安装在立柱的垂直滚珠导轨上。砂轮的一侧安装有圆弧砂轮修整器；在立柱内安装由电机带动的曲柄连杆机构，曲柄绕轴O4转动时，连杆带动大磨头沿滚珠导轨垂直往复运动。
附图说明
图1，外摆线齿轮磨削方法图，它是图2的侧视图。
图2，外摆线齿轮磨削方法图，它也是图1的顶视图。
图3，内摆线齿轮磨削方法图，它是图4的侧视图。
图4，内摆线齿轮磨削方法图，它也是图3的顶视图。
图5，摆线齿轮磨削装置图，它是图6的侧视图，本图以磨外摆齿轮为例。
图6，摆线齿轮磨削装置图，它也是图5的顶视图，本图以磨外摆线齿轮为例。
具体实施方式
下面结合附图，对本方法及装置作进一步说明。
图1及图2为磨削外摆线齿轮的总体布局图，摆线齿轮绕垂直轴O，定轴慢速旋转；其转角以θ表示，同时，摆线齿轮轴O，沿X座标移动，其移动量以ρ表示；盘形砂轮的轴线O2水平布置，盘形砂轮周边由圆弧砂轮修整器，将其母线修成半径为r的圆弧；砂轮作高速磨削转动B；同时，砂轮还在垂直方向作较高的往复直线运动y；因此，砂轮在工作区的等效形状为圆柱形。当摆线齿轮作(ρ，θ)运动时，其外表面将被砂轮圆柱面包络出摆线齿轮的整个外表面，即外表面一次成形，从而较现有磨齿法，成倍地提高了效率。
摆线齿轮轴线转动角θ与移动量ρ的数学关系，可由现有设计计算方法求出，并按此编制双座标开环数控程序。
当摆线齿轮旋转一整圈后，可由x座标作进给，以继续磨去留磨量，直到摆线齿轮磨到设计直径，磨齿完毕。
为提高工效，可以选择砂轮的半径r大于针轮的半径，最大以摆线齿轮齿底的曲率半径R为限。
图3及图4为磨削内摆线齿轮的方法，其工作原理与磨外摆线齿轮相同；不同之处为砂轮直径应小于内摆线齿轮的内径，并需采用一个能伸进齿圈的小磨头，此小磨头可夹在大磨头的侧面上。
图5及图6为摆线齿轮磨削装置图。它由下列零部件组成：1-水平滚珠导轨，可沿x方向往复移动；2-回转工作台，可绕垂直轴O1转动，按数控规则用A表示；3-夹具；4-工件(摆线齿轮)，可以一次磨几对工件，图示装两对，共4件；5-夹紧工件的螺母；6-砂轮，绕水平轴O2高速转动，按数控规则用B表示；7-大磨头，磨头内为高精度滚动轴系，与现有齿轮磨床相同，磨头右侧为垂直滚珠导轨。8-圆弧砂轮修整器，有标准件；9-立柱，在其内部有电机带动的曲柄连杆机构10，当曲柄绕轴O4转动时，连杆带动大磨头9沿滚珠导轨垂直往复运动(本机构有标准设计)。
摆线齿轮磨削方法如下：当在装置上装好工件后，启动数控程序，由微机向工作台发去双座标脉冲指令，摆线齿轮作转动θ及移动x，形成摆线所需的齿廓；同时，砂轮不断上下往复运动，而由其等效圆柱包络出整个摆线齿轮的齿面。磨完一圈后，程序发去径向进给指令，再磨一周，直到磨到摆线齿轮规定直径后，机床停止。在磨削内摆线齿轮时，在大磨头7的左侧表面上加装小磨头，其它均相同。
Claims (4)
1、一种摆线齿轮数控磨齿方法，其特征在于：方法包括建立工作台的水平滚珠导轨，大磨头的垂直滚珠导轨及其上下往复直线运动用曲柄连杆机构、圆弧砂轮修整器，微机控制双座标开环控制系统；加工时，将摆线齿轮工件在工作台上作定轴转动，同时按摆线轨迹坐标作移动，从而以极座标包络法(ρ，θ)磨出摆线齿廓；采用带圆弧齿廓的盘形砂轮，由曲柄连杆机构带动，一直以较快的速度沿摆线齿轮轴线方向作往复运动，在工件上形成等效的圆柱磨削表面；摆线齿轮工件转动一周后，砂轮就把齿轮的整个齿面磨削了一遍，每转一周后，摆线齿轮径向进给一次，再磨一遍，直到磨到摆线齿轮要求的直径为止。
2、根据权利要求1所述的摆线齿轮数控磨齿方法，其特征在于：磨削外摆线齿轮时，选择盘形砂轮的圆弧半径大于针轮的半径，最大以摆线齿轮齿底的曲率半径为限。
3、根据权利要求1所述的摆线齿轮数控磨齿方法，其特征在于：磨削内摆线齿轮时，选择盘形砂轮直径小于内摆线齿轮的内径，并采用一个能伸进齿圈的小磨头，此小磨头可夹在大磨头的侧面上。
4、一种摆线齿轮数控磨齿装置，其特征是：包括可沿x方向往复移动水平滚珠导轨，可绕垂直轴(O1)转动的回转工作台，位于工作台上的夹具，安装在大磨头上，可绕水平轴(O2)高速转动的砂轮；大磨头右侧安装在立柱的垂直滚珠导轨上，砂轮的一侧安装有圆弧砂轮修整器；在立柱内安装由电机带动的曲柄连杆机构，曲柄绕轴(O4)转动时，连杆带动大磨头沿滚珠导轨垂直往复运动。
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