专利名称：直齿共轭内齿轮插齿刀的制作方法
技术领域：
本实用新型属于机械技术领域，具体涉及一种用来切削内齿轮曲线齿廓的插齿刀，该内 齿轮曲线齿廓与外齿轮直线齿廓共轭并带有齿侧啮合间隙。
背景技术：
直线共轭内啮合齿轮副是一种特殊齿形的直齿圆柱齿轮，其中的外齿轮齿廓为直线，内 齿轮齿廓为与外齿轮直线齿廓共轭的曲线齿廓，如图1所示。参考渐开线齿轮的啮合原理， 运用解析法，通过坐标变换求解直线共轭线的方程表达式即内齿轮的齿廓曲线方程，可得到 内齿轮的齿廓曲线。所计算得出的齿廓，在啮合时是没有侧隙的，而实际齿轮在啮合时，必 须有一定的齿側啮合间隙。通常在使用插齿刀切削内齿轮时，利用加工时径向进给得到齿侧 间隙，加工中心距大于理论中心距，这对于渐开线齿轮是不影响其工作精度。而直线共轭内 啮合齿轮副不同于渐开线齿轮副，中心距不具备可分性，加工中心距变化后，切削出的内齿 轮齿廓不能保证齿轮副的共轭，破坏了传动比的恒定性，从而影响齿轮的工作性能。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种齿廓线为直线，能保证齿侧间隙和啮合精度，用于切削直 齿共轭内齿轮的插齿刀。
本实用新型的技术方案是 一种切削直齿共轭内齿轮插齿刀，其齿廓线为直线，由外齿轮直线齿廓以中心为基点旋转一个角度e,角度的大小为单边齿侧啮合间隙在节圆rl上的圆心角，增厚的直线齿廓即为本实用新型插齿刀齿廓；插齿刀齿廓齿顶圆直径比外齿轮齿廓齿 顶圆直径增大0. 2-4mm。
本实用新型设计的插齿刀，其齿数与直线外齿轮相同，加工中心距和齿轮副啮合中心距相等。
本实用新型插齿刀，能保证齿侧间隙和啮合精度，齿形简单，加工方便。
图1为直线共轭内啮合齿轮副结构图
图2为插齿刀直线齿廓线的形成原理图
图3为用本实用新型插齿刀加工的内齿轮曲线齿廓与外齿轮直线齿廓啮合的初始位置图
图4为本实用新型插齿刀结构图
图1中的标号01为外齿轮的中心，02为直线共轭内齿轮的中心，e为齿轮副啮合中心距。
图2、图3中的标号01为插齿刀和外齿轮的中心，02为直线共轭内齿轮的中心，e为齿轮副啮合中心距和插齿刀加工中心距，rl为插齿刀和外齿轮的节圆半径，r2为直线共轭内齿轮的节圆半径，6为单边齿侧啮合间隙在rl节圆上对应的圆心角。
图3中的双点画线为插齿刀齿廓线。
图4中的标号α为插齿刀齿廓齿形角，rl为插齿刀的齿廓节圆半径。
具体实施方式
下面通过图2、图3和实施例具体描述本实用新型。
图2中插齿刀直线齿廓AB按展成法切削出内齿轮的曲线齿廓CD, ab为外齿轮直线齿廓。插齿刀的齿廓直线AB是外齿轮齿廓直线ab以01为基点旋转θ度而得。θ为单边齿侧啮合间隙在 rl节圆上对应的圆心角，单边齿侧啮合间隙的取值可参照渐开线内啮合齿轮的相关标准。插齿刀齿廓齿顶圆直径比外齿轮齿廓齿顶圆直径增大0.2-4mm。加工中心距和齿轮副啮合中心距相等。
设图2中的所描述的插齿刀已按展成法加工好了内齿轮曲线齿廓，如图3.01为插齿刀和外齿轮的中心，02为内齿轮的中心。以图3中所示各部件的相对位置为初始位置，当外齿轮按逆时针方向旋转带动内齿轮啮合时，必须先旋转θ角度，使得外齿轮左侧直线齿廓与内齿轮曲线齿廓接触，此时外齿轮左側直线齿廓与插齿刀齿廓重合。显然内齿轮曲线齿廓与外齿轮的直线齿廓是共轭的，同时又保证了齿轮副啮合时的齿侧间隙。
实施例内啮合齿轮副参数内齿轮齿数Z2=20，中心距θ=22.225 mm，外齿轮为直线齿廓，齿数Z1-13，齿形角为55.3846度，齿顶圆直径93.4mm，齿根圆直径69ram，节圆半径rl=41. 275，弧齿厚7. 797rara。单边齿侧啮合间隙取值为0.18，则单边齿侧啮合间隙在rl节圆上对应的圆心角0=0.2499度。将外齿轮的齿廓直线以中心为基点旋转0.2499度后得到插 齿刀的齿廓直线。插齿刀的齿数为13，加工中心距为22.225mra，插齿刀齿廓齿形角a =54.885 度，齿顶圆直径取值为93.8mm齿根圆直径取值为69mm节圆半径为41. 275mm弧齿厚为 8.157mm。该插齿刀加工出的内齿轮曲线齿廓与外齿轮的直线齿廓共轭，并保证了齿轮副啮合 时的单边齿侧间隙为0.18mm。完全符合实用要求。
权利要求1、一种切削直齿共轭内齿轮插齿刀，其特征在于齿廓线为直线，由外齿轮直线齿廓以中心为基点旋转一个角度θ，角度的大小为单边齿侧啮合间隙在节圆r1上的圆心角，增厚的直线齿廓即为本实用新型插齿刀齿廓。
2、 根据权利要求1所述的插齿刀，其特征在于插齿刀齿廓齿顶圆直径比外齿轮齿廓齿顶圆直径增大0. 2-4ram。
专利摘要本实用新型直齿共轭内齿轮插齿刀，其齿廓线为直线，由外齿轮直线齿廓以中心为基点旋转一个角度(角度的大小为单边齿侧啮合间隙在节圆上的圆心角)，增厚的直线齿廓即为本实用新型插齿刀齿廓。插齿刀齿廓齿顶圆直径比外齿轮齿廓齿顶圆直径增大0.2-6mm。插齿刀的齿数和外齿轮的齿数相同，加工中心距和齿轮副啮合中心距相等，本实用新型插齿刀，能保证齿侧间隙和啮合精度，齿形简单，加工方便。
文档编号B23F21/00GK201179576SQ20082003226
公开日2009年1月14日 申请日期2008年2月23日 优先权日2008年2月23日
发明者吴涛慧 申请人:吴涛慧