,
[0028]公用参数:轴交角90°，齿全高5.5619mm，设计基准点P法向模数2.472mm，设计基准点P法向压力角20°，设计基准点P螺旋角35° ;
[0029]刀具参数:刀齿组数13，刀盘名义半径88mm。
[0030]利用大齿轮基于模具成型的摆线齿锥齿轮半展成加工方法进行生产时，可按照如下步骤进行:
[0031](I)小齿轮铣齿调整参数计算:采用现有技术摆线齿锥齿轮刀倾半展成(Spirac)法中大齿轮用连续分度无展成切入法铣齿调整参数相同的计算方法，如图1所示，依据刀盘I相对小齿轮4的相对运动关系，由刀盘I的外刀2、内刀3分别形成小齿轮4齿槽的凹面和凸面原理，计算出小齿轮连续分度无展成切入法铣齿调整参数，建立小齿轮齿面数学模型；
[0032](2)小齿轮加工:采用现有技术摆线齿锥齿轮刀倾半展成(Spirac)法中大齿轮用连续分度无展成切入法铣齿加工相同的方法，依据(I)中计算所得小齿轮铣齿调整参数，采用连续分度无展成切入铣齿法在S17型铣齿机上加工小齿轮，得到小齿轮如图2所示；
[0033](3)大齿轮齿面数学模型建立:依据连续、相切接触之点接触共轭曲面原理，满足设计基准点P位置及该点处齿轮螺旋角、压力角条件，与现有技术摆线齿锥齿轮刀倾半展成(Spirac)法中小齿轮用连续分度对偶法展成铣齿调整参数计算方法相同，基于连续分度对偶法展成运动规律建立大齿轮齿面数学模型，如图3所示，依据刀盘I相对大齿轮5的相对运动关系，由刀盘I的外刀2、内刀3分别形成大齿轮5齿槽的凹面和凸面；
[0034](4)齿面啮合特性仿真分析:将大齿轮齿面数学模型和小齿轮齿面数学模型按设计要求的轴交角及各自安装距虚拟装配、啮合传动，得到摆线齿锥齿轮副理论模型的齿面接触区，常称小齿轮凹面与大齿轮凸面为工作面，小齿轮凸面与大齿轮凹面为非工作面；
[0035](5)大齿轮齿面修形:依据小齿轮不变的原则，保持设计基准点P的位置以及该点处的压力角、螺旋角不变，依据齿轮副接触区位置、形态，在满足传动重合度及传动比误差最小条件下对大齿轮的齿面修形，如图4所示的修形原理，以通过修正压力角实现齿廓修形为主，其它修形为辅，得到修形后的大齿轮齿面数学模型，建立大齿轮数字化模型；
[0036](6)基于大齿轮数字化模型制作大齿轮模具型腔，设计大齿轮成型模具，由模具制造大齿轮(如图5所示)；
[0037](7)将大、小齿轮按设计要求的轴交角及各自安装距装配，得到摆线齿锥齿轮副；如图6所示，摆线齿锥齿轮副中，小齿轮4为左旋、与其啮合的大齿轮5为右旋。
[0038]大齿轮基于模具成型的摆线齿锥齿轮半展成加工方法中，大齿轮采用模具成型是高效率制造方法，与其啮合的小齿轮采用连续分度无展成切入法铣齿，属于一种半展成高效率加工方法，因此大齿轮基于模具成型的摆线齿锥齿轮半展成加工方法是一种高效制造新方法。摆线齿锥齿轮副新加工方法特征为:
[0039]如图1、图2所示，小齿轮基于Spirac法中大齿轮加工原理，采用连续分度无展成切入法铣齿加工，可以满足小齿轮的无展成成型要求，得到小齿轮根锥面上满足螺旋角要求的等高齿面，实现小齿轮高效制造；相对Spirac法的小齿轮加工方法，采用连续分度无展成切入法加工提高了小齿轮齿根强度、避免了小齿轮齿顶变尖，提高了小齿轮承载能力。
[0040]如图3?5所示，大齿轮基于Spirac法中小齿轮加工原理，采用连续分度对偶法展成运动规律建立大齿轮齿面数学模型，通过大齿轮齿面修形得到预定的齿面接触区、及设计要求的啮合特性，得到修形后的大齿轮齿面数学模型，建立大齿轮数字化模型，生成模具型腔，大齿轮由模具塑性成形；大齿轮由模具塑性成形有利于自身强度提高，可以保障大齿轮的承载能力和工作寿命。对于特定参数的摆线齿锥齿轮副，可以在轮坏参数设计过程中通过调整高度变位系数和切向变位系数满足大、小齿轮的等强度或等寿命设计要求。
【主权项】
1.一种大齿轮基于模具成型的摆线齿锥齿轮半展成加工方法，其特征是包括以下步骤: (1)计算小齿轮连续分度无展成切入法铣齿调整参数，建立小齿轮齿面数学模型； (2)依据小齿轮铣齿调整参数，采用连续分度无展成切入铣齿法在专用铣齿机上加工小齿轮； (3)依据连续、相切接触之点接触共轭曲面原理，满足设计基准点位置及该点处齿轮螺旋角、压力角条件，基于连续分度对偶法展成运动规律建立大齿轮齿面数学模型； (4)将大齿轮齿面数学模型和小齿轮齿面数学模型按设计要求的轴交角及各自安装距虚拟装配、啮合传动，得到摆线齿锥齿轮副理论模型的齿面接触区； (5)保持设计基准点的位置以及该点处的压力角、螺旋角不变，依据齿轮副接触区位置、形态对大齿轮的齿面修形，得到修形后的大齿轮齿面数学模型，建立大齿轮数字化模型； (6)基于大齿轮数字化模型制作大齿轮模具型腔，设计大齿轮成型模具，由模具制造大齿轮； (7)将大、小齿轮按设计要求的轴交角及各自安装距装配，得到摆线齿锥齿轮副。
【专利摘要】本发明公开了一种大齿轮基于模具成型的摆线齿锥齿轮半展成加工方法，属于机械传动技术领域。大轮基于模具成型的摆线齿锥齿轮半展成加工方法包括：小齿轮采用连续分度无展成切入法铣齿，大齿轮基于连续分度对偶法展成运动规律建立齿面数学模型，通过大齿轮齿面修形得到预定的齿面接触区、及设计要求的啮合特性，得到修形后的大齿轮齿面数学模型，建立大齿轮数字化模型，生成模具型腔，大齿轮由模具塑性成形，获得摆线齿锥齿轮副，较现行的加工技术具有更高的加工效率，降低了批量生产成本。
【IPC分类】B23F9/08
【公开号】CN104889503
【申请号】CN201510353676
【发明人】陈英, 芮成杰, 李海涛, 刘平义, 魏文军, 董学朱
【申请人】中国农业大学
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月24日