专利名称：一种外摆线齿线圆柱齿轮的加工方法
技术领域：
本发明涉及一种圆柱齿轮的加工方法，尤其涉及齿线的形状为外摆线形的圆柱齿
轮的加工方法。
背景技术：
齿轮是传递平行轴间运动和动力最基础的零件之一，它传动平稳，传动比精确，工
作可靠、效率高、寿命长，使用的功率、速度和尺寸范围大，因此广泛应用于各类机械设备中。 目前应用的圆柱齿轮，按齿线形状可分为直齿、斜齿和人字齿，这三种齿轮相比之
下，人字齿轮重合度大，承载能力高，传动平稳，不产生轴向力；但其不足之处为 1、人字齿圆柱齿轮相当于两个旋向相反的两个斜齿轮合并而成，为了便于加工，
需在两部之间留出一定的间距，因此增大了齿轮的宽度。 2、共轭齿面均为凸面，因此接触面间的综合曲率大，综合曲率半径小。 3、人字齿轮副在理论上是线接触，但由于受载变形和加工、安装等误差，实际接触
区为理论接触线上的一个小区域，而且齿宽越大，接触区长度与齿宽之比越小。
发明内容
本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供了一种外摆线齿线圆柱齿轮的 加工方法，用该方法加工成型的外摆线齿线圆柱齿轮宽度较窄、接触面间的综合曲率小，综 合曲率半径大且承载能力高。
本发明采用技术方案是将刀盘安装在移动的拖板上面，刀盘为双层结构，上层的
内刀盘上安装内刀，下层的外刀盘上安装外刀，内刀盘和外刀盘之间以十字滑块联轴器联
接，内刀和外刀沿圆周方向间隔安装，使内刀和外刀的轴线互相不重合，刀盘绕自身轴线自
转的同时随拖板移动；轮坯绕自身轴线旋转，轮坯分度圆与刀盘的位置相对应，轮坯分度圆
的线速度等于拖板移动的速度；刀盘相对拖板的运动为一半径为r的发生圆沿一基线作纯
滚动，刀盘刀刃上的点相对于拖板的运动加工形成圆柱齿轮的外摆线齿线。 本发明的有益效果是 1、通过调整刀盘转速和拖板移动的速度改变齿线的曲率；通过调整内、外刀头的 回转半径，实现外摆线齿线圆柱齿轮的鼓形齿啮合。 2、可采用硬质材料作刀头直接切削加工硬齿面齿轮，刀头和刀盘可分离，刀具维 护成本低。 3、加工成型的外摆线齿线圆柱齿轮共轭齿面分别为凸面和凹面，因此，接触面间 的综合曲率减小，不仅具有人字齿轮重合度大、传动平稳、轴向力近似为零的优点，而且承 载能力比人字齿轮高。
图1为本发明加工示意图。
图2为图1的轮齿成型原理示意图。 图3为图1中刀盘3的结构图。 图4是图3的机构运动简图。 图5是由图3形成的鼓形齿啮合示意图。 图中3.刀盘；3-1.内刀盘；3-2.外刀盘；4.拖板；5.轮坯；6.发生圆；7.基线； 8.外摆线齿线；9.内刀；10.外刀；11.十字滑块联轴器。
具体实施例方式
如图1所示，加工轮齿时，将刀盘3安装在移动的拖板4上面，拖板4移动的速度 为V，刀盘3在绕自身轴线自转的同时随拖板4移动。轮坯5的分度圆与刀盘3的位置相对 应，并且轮坯5绕自身轴线旋转，轮坯5的分度圆线速度等于拖板4移动的速度V，即V = "。.D乂2，其中"。为轮坯5回转角速度，D工为轮坯5分度圆直径。 如图2，轮齿成型时，刀盘3相对拖板4的运动为一半径为r的发生圆6沿一基线 7作纯滚动，因此刀盘3刀刃上的点相对于拖板4的轨迹为长幅外摆线，也就是，刀盘3刀 刃上的点相对于拖板4的运动便加工形成圆柱齿轮的外摆线齿线8。则有公式V二 "。r， 因此，可通过调整拖板4移动的速度V和轮坯5回转角速度"。的值来改变发生圆半径r， 当拖板4的移动速度V选定后，如果刀盘回转角速度co 。大，则发生圆半径r的值就较小， 反之，发生圆半径r的值就较大，因此，不同半径r的发生圆对应不同的外摆线8的形状，所 以，据此可改变外摆线齿线8的曲率。 如图3所示，刀盘3为双层结构，上层为内刀盘3-1，下层为外刀盘3-2，内刀盘3_1 上安装内刀9，外刀盘3-2上安装外刀10。内刀9和外刀10沿圆周方向间隔安装，内刀9 的轴线01和外刀10的轴线02互相不重合。如图4，内刀盘3-1和外刀盘3-2之间通过十 字滑块联轴器11联接。由于内刀9的轴线01和外刀10的轴线02互相不重合，所以内刀9 和外刀10的刀刃的回转半径不相同，因此，见图5所示，从理论上，形成齿轮的凸齿面齿线
的曲率半径P' A和凹齿面齿线的曲率半径P ' i也不同，这样所加工出的齿轮凸、凹齿面
上齿线的曲率半径便不一样，这可使齿轮副实现鼓形量为C的鼓形齿接触。 外摆线齿线圆柱齿轮在理论上是点接触，但受载变形后，接触点扩展为接触区，而
且可通过调整内、外刀刃的回转半径，对接触区的位置和尺寸进行修正。
权利要求
一种外摆线齿线圆柱齿轮的加工方法，其特征是1)将刀盘(3)安装在移动的拖板(4)上面，刀盘(3)为双层结构，上层的内刀盘(3-1)上安装内刀(9)，下层的外刀盘(3-2)上安装外刀(10)，内刀盘(3-1)和外刀盘(3-2)之间以十字滑块联轴器(11)联接，内刀(9)和外刀(10)沿圆周方向间隔安装，使内刀(9)和外刀(10)的轴线互相不重合，刀盘(3)绕自身轴线自转的同时随拖板(4)移动；2)轮坯(5)绕自身轴线旋转，轮坯(5)分度圆与刀盘(3)的位置相对应，轮坯(5)分度圆的线速度等于拖板(4)移动的速度；3)刀盘(3)相对拖板(4)的运动为一半径为r的发生圆(6)沿一基线(7)作纯滚动，刀盘(3)刀刃上的点相对于拖板(4)的运动加工形成圆柱齿轮的外摆线齿线(8)。
2. 根据权利要求1所述的一种外摆线齿线圆柱齿轮的加工方法，其特征是调整拖板 (4)移动的速度和轮坯(5)回转角速度以改变外摆线齿线(8)的曲率。
全文摘要
本发明一种外摆线齿线圆柱齿轮的加工方法，将刀盘安装在移动的拖板上面，刀盘为双层结构，上层的内刀盘上安装内刀，下层的外刀盘上安装外刀，内刀盘和外刀盘之间以十字滑块联轴器联接，内刀和外刀沿圆周方向间隔安装，使内刀和外刀的轴线互相不重合，刀盘绕自身轴线自转的同时随拖板移动；轮坯绕自身轴线旋转，轮坯分度圆与刀盘的位置相对应，轮坯分度圆的线速度等于拖板移动的速度；刀盘相对拖板的运动为一半径为r的发生圆沿一基线作纯滚动，刀盘刀刃上的点相对于拖板的运动加工形成圆柱齿轮的外摆线齿线。加工成型的外摆线齿线圆柱齿轮重合度大、传动平稳、轴向力近似为零的优点，承载能力高。
文档编号B23F15/00GK101700588SQ200910213028
公开日2010年5月5日 申请日期2009年11月5日 优先权日2009年11月5日
发明者毛莹, 祝海林, 邹旻, 陈成 申请人:江苏工业学院