一种摆线齿锥齿轮的加工方法
【专利摘要】本发明公开了一种摆线齿锥齿轮的加工方法，包括以下步骤：(1)确定产形轮基本参数；(2)确定形成产形轮齿面的运动形式；(3)确定产形轮齿面修形；(4)规划形成产形轮齿面的刀具路径；(5)确定产形轮展成齿轮的运动；(6)完成对被加工齿轮的展成。本发明具有如下优点和效果：(1)相对于Klingelnberg方法，刀盘结构大为简化，不需十字滑块机构，刚性提高；相对于Oerlikon方法，不需刀倾机构，机床结构大为简化，刚性提高；(2)可以在无刀倾摇盘类锥齿轮铣齿机上加工摆线齿锥齿轮和准双曲面齿轮；(3)齿面修正通过软件实现；(4)可以实现齿面接触斑点的位置、大小和形状的二阶预控；(5)可以实现要求的传递误差的二阶预控；(6)也可以加工出理论上完全共轭的摆线齿锥齿轮副。
【专利说明】一种摆线齿锥齿轮的加工方法
【技术领域】
[0001]本发明属于齿轮加工领域，具体涉及一种摆线齿锥齿轮的加工方法。
【背景技术】
[0002]摆线齿锥齿轮因其产形轮齿线为延伸外摆线而得名。该种齿轮为等高齿，采用平面产形轮连续分度(Face-hobbing)加工。摆线齿锥齿轮的加工方法主要有两种，分别是德国克林根贝尔格(Klingelnberg)公司的分体刀盘法,瑞士奥利康(Oerlikon)公司的Spirac 与 Spiroflex 法。
[0003]摆线齿锥齿轮假想平面产形轮产形面的成形原理:刀盘和产形轮各有一个滚圆，刀盘相对于产形轮的运动可看作是刀盘滚圆在产形轮滚圆上作纯滚动，即刀盘滚圆直径与产形轮滚圆直径的比等于刀盘刀齿组数和产形轮齿数的比。当刀盘滚圆在产形轮滚圆上纯滚动时，刀刃相对于产形轮扫出的曲面即为产形轮齿面，刀刃上的点在产形轮平面内的轨迹为延伸外摆线。被加工齿轮的齿面由产形轮齿面包络而成。实际加工中，用机床摇盘代表产形轮，其刀盘刀齿分为若干组，每组至少有一个内刀和一个外刀，分别加工被加工齿轮的凸面和凹面。
[0004]摆线齿锥齿轮理论上可以加工出完全共轭的齿轮副，但为了实现实际要求的局部接触，Klingelnberg采用机械结构极为复杂的分体刀盘，Oerlikon采用计算繁复的刀倾方法。目前，Klingelnberg将分体式刀盘和圆弧切削刃相结合，通过圆弧切削刃来进行齿高方向修形，通过改变内、外刀盘轴线偏心距来实现齿长方向的“鼓形”。
[0005]近十多年来，Gleason和Klingelnberg都发明了六轴联动的数控锥齿轮机床,取消了机床摇盘，采用硬质合金尖齿条整体刀盘刀倾法加工摆线齿锥齿轮，部分机床可高速干切。但加工方法的理论基础都没有本质性的变化。
[0006]综上所述，现有摆线齿锥齿轮加工方法主要有如下局限性:
[0007]DKlingelnberg采用分体式刀盘，内外刀齿分别装在两块独立的刀体上，相互嵌入叠在一起，通过十字滑块机构实现内外刀体偏心，结构极为复杂，设计加工难度大。分体式刀盘和十字滑块结构导致机床刚性较差，同时，分体式刀盘不能进行高速干切加工；
[0008]2) Oerlikon采用刀倾法加工，克服“克”制缺陷，但机床增加刀倾刀转机构，机床结构复杂且计算调整繁复；
[0009]3)传统Klingelnberg和Oerlikon方法都不能直接指定接触区的位置，需要反复试切，且齿轮副的接触斑点和运动曲线控制困难。
【发明内容】
[0010]本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种摆线齿锥齿轮的加工方法，该方法采用整体式刀盘，无需刀倾即可加工摆线齿锥齿轮及准双曲面齿轮。
[0011]为达到上述目的，本发明所述的摆线齿锥齿轮的加工方法包括以下步骤:[0012]I)确定产形轮的基本参数，其中，产形轮齿数
【权利要求】
1.一种摆线齿锥齿轮的加工方法，其特征在于，包括以下步骤: 1)确定产形轮的基本参数，其中，产形轮齿数
2.根据权利要求1所述的摆线齿锥齿轮的加工方法，其特征在于，步骤4)中产形轮展成齿轮的运动关系为产形轮与被加工齿轮的角速度比k 其中，Zi为被加工齿轮齿
Δρ数，Zp为产形轮齿数。
3.根据权利要求1所述的摆线齿锥齿轮的加工方法，其特征在于，步骤3)中被加工齿轮的齿面局部接触要求包括参考点的位置、参考点瞬时接触椭圆长轴的大小与方向及参考点处齿面接触点迹线的切线方向； 所述齿长方向倒角包括轮齿的大端及小端沿齿宽方向倒角的起始位置及倒角量的大小。
4.根据权利要求1所述的摆线齿锥齿轮的加工方法，其特征在于，所述修形为对大轮产形轮基本齿面及小轮产形轮基本齿面其中一个进行修形或两者同时进行修形。
【文档编号】B23F21/00GK103934513SQ201410135434
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年4月4日 优先权日:2014年4月4日
【发明者】毛世民, 郭文超, 李建刚 申请人:西安交通大学