专利名称：用滚齿机单面滚切倒锥齿轮的加工方法
用滚齿机单面滚切倒锥齿轮的加工方法技术领域：
本发明涉及一种用滚齿机单面滚切倒锥齿轮的加工方法，尤其是一种适用于大型 齿轮的用滚齿机单面滚切倒锥齿轮的加工方法。二、背景技术
回转机构是一种由液压马达或电动机驱动的减速机，它固定在工作台上，工作台 固定在回转支撑的可转动支撑环上，通过轴承与在固定在机架上的回转支撑内(外)齿圈 相连接，回转机构的输出齿轮与固定在机架上的回转支撑的内(外)齿圈相啮合。当液压 马达或电动机驱动减速机转动时，其输出齿轮与回转支撑的内(外)齿圈相啮合，由于回转 支撑的内(外)齿圈是固定在机架上不动的，从而使回转机构与工作台绕回转支撑的中心 进行转动。当回转机构在工作时，由于受到较大的切向力和径向力，机构会产生一定的弹 性变形，使回转减速机及输出齿轮的轴线产生一定的倾斜，此时若采用不修形的齿轮，则输 出齿轮与齿圈的啮合斑点会集中在输出齿轮的上端，造成不正常啮合。此时若把输出齿轮 的齿向修成上端齿厚小、下端齿厚大的倒锥齿齿轮，则可以解决上述问题，倒锥齿齿轮是一 种对齿轮的齿向进行特殊修形的圆柱齿轮，它主要用于输出扭矩较大的回转机构的输出齿 轮，在回转机构中倒锥齿齿轮被广泛地应用，因此倒锥齿齿轮是一种重要的机械零部件；而 现有对倒锥齿齿轮的加工，一般都使用专用的设备，而现有的滚齿机不具备加工倒锥齿齿 轮的功能，需要对滚齿机进行改造，但改造费用较高，而使用专用的设备每一件齿轮仅滚齿 费用就达600多元，生产成本高，从而造成了倒锥齿齿轮的成本高。三、发明内容
为了克服上述技术缺点，本发明的目的是提供一种用滚齿机单面滚切倒锥齿轮的 加工方法，降低了倒锥齿齿轮的成本。
为达到上述目的，本发明采取的技术方案是其步骤为
1、对分齿挂轮、进给挂轮、差动挂轮的计算
根据渐开线圆柱齿轮参数和使用的机床型号，按照以下公式
进给挂轮=I1= (625Xf)/(288X π )，
分齿挂轮i2= 24/ (Ζ+1/25)，
差动挂轮I i3 = [ (-9 X sin β ) /m] - [ (625 X Δ Ζ) / (32 X I1)],
差动挂轮II :i4 = [(+9Xsin β)/πι]-[(625Χ Δ Ζ) / (32 X I1)],
确定进给挂轮、分齿挂轮、差动挂轮I和差动挂轮II的速比。
2、按照双面加工方法，使用滚齿机，选用齿轮滚刀的模数m与渐开线圆柱齿轮 的模数m相等的齿轮滚刀，根据i2 = M/(Ζ+1/25)，选择分齿挂轮，根据I1 = (625 Xf)/ 088X π )，选择进给挂轮，按加工直齿圆柱齿轮方法调整滚齿机，加工直齿圆柱齿轮，使圆 柱齿轮的参数的齿厚为倒锥齿齿轮的最大齿厚、齿深为倒锥齿齿轮的齿深。
3、按照单面加工方法，对通过步骤2中加工成型的直齿圆柱齿轮的一齿面，根据込3=[(-9 X sin β )/m]-[ (625 X Δ Z)/(32 Xi1)],选择一组差动挂轮I，从直齿面的最大齿厚 端对刀，开始加工，把这一个齿侧面加工成为小螺旋面；再对直齿圆柱齿轮的另一齿面，根 据 i4= [(+9 X sin β )/m]_[(625 X Δ Ζ)/(32 Xi1)],选择另一组差动挂轮 II，再把这一个 齿侧面加工成为小螺旋面。
在本技术方案中，渐开线圆柱齿轮参数设定为模数m、齿数ζ、压力角α、齿顶高 系数h、螺旋角β、径向定位系数χ、跨齿数k、公法线平均长度及其上、下偏差、其最大齿厚、 齿深；走刀量设置为f、分齿挂轮定数设置为Δ ζ、进给挂轮的速比设置为I1、分齿挂轮的速 比设置为i2，差动挂轮I设置为i3，差动挂轮II设置为i4。
在对分齿挂轮、进给挂轮和差动挂轮的计算时，由于一般的斜齿轮差动挂轮的计 算法不能进行螺旋角非常小的计算，而倒锥齿齿轮的螺旋角只有不到1/3度，所以结合滚 切齿数大于100质数齿轮的补偿差动挂轮的计算公式，分别确定左右齿面小角度斜齿轮的 差动挂轮计算公式为
差动挂轮I 13 = [(-9Xsin^)/m]-[(625X Δ Ζ) / (32 X I1)],
差动挂轮II :i4 = [(+9Xsin^)/m]-[(625X Δ Ζ) / (32 X I1) ]
由于本发明使用了在一台滚齿机上，使用同一个齿轮滚刀，通过选择分齿挂轮、进 给挂轮和差动挂轮，进行成型加工，因此提高了倒锥齿齿轮的加工效率，降低了倒锥齿齿轮 的成本。
本发明设计了，用滚齿机单面滚切倒锥齿齿轮的加工方法其步骤为把齿坯装夹 在滚齿机上，选用齿轮滚刀的模数m与渐开线圆柱齿轮的模数m相等的齿轮滚刀，对齿坯 的一齿面，先后，根据i2 = Μ/(Ζ+1/25)，选择分齿挂轮，根据I1 = (625 Xf)/(288 X π), 选择进给挂轮、根据i3= [(-9 X sin β)/πι]-[(625Χ AZV^Xi1)],选择差动挂轮I， 一次性加工齿轮一齿面至小角度螺旋面并至齿深；再对齿坯的一齿面，先后，根据i2 = Μ/(Ζ+1/25)，选择分齿挂轮、根据I1 = (625Xf)A288X π)，选择进给挂轮，根据i4 = [(+9 X sin β) /m] - [ (625 X Δ Ζ) / (32 X I1)]，选择差动挂轮II, 一次性加工齿轮的另一齿面 至小角度螺旋面并至齿深。四具体实施方式
本发明加工的倒锥齿齿轮的一个实施例，具体说明本实施例。
渐开线圆柱齿轮参数模数m= 10、齿数ζ = 12、压力角α =20°、齿顶高系数h =1、螺旋角β =0、径向定位系数X = 0.32、跨齿数k = 2、公法线平均长度及其上、下偏 差强部分48. 05° _。.12弱部分47.63° _α 12、其最大齿厚为17. 892、齿深为4，走刀量f、 分齿挂轮定数Δ ζ、进给挂轮的速比I1、分齿挂轮的速比i2、差动挂轮Ii3差动挂轮IIi4。
1、按照双面加工方法，使用滚齿机，选用齿轮滚刀的模数m与渐开线圆柱齿轮的 模数m相等的齿轮滚刀，在滚齿机上，用标准齿轮滚刀将齿坯加工成圆柱齿轮，圆柱齿轮的 参数为齿厚为倒锥齿齿轮的最大齿厚、齿深为倒锥齿齿轮的齿深。
2、对分齿挂轮、进给挂轮、差动挂轮的计算
按照以下公式
进给挂轮=I1= (625Xf)/(288X Ji)，
分齿挂轮i2= 24/ (Z+1/25)，4
差动挂轮I i3 = [ (-9 X sin β ) /m] - [ (625 X Δ Ζ) / (32 X I1)],
差动挂轮II :i4 = [(+9Xsin β)/πι]-[(625Χ Δ Ζ) / (32 X I1)],
确定进给挂轮、分齿挂轮、差动挂轮I和差动挂轮II的速比。
3.机床调整
(1)、使用型号为TO180E的滚齿机，使用mlO齿轮滚刀，选择i2 = 24/(Ζ+1/25)的 分齿挂轮、选择I1= (625 Xf)/(288 X π)的进给挂轮，根据速比值I1选择进给挂轮I和挂 轮II，挂轮I的齿数为13，挂轮II的齿数为30 ；根据速比值i2选择分齿挂轮I、分齿挂轮 II、分齿挂轮III和分齿挂轮IV，分齿挂轮I的齿数为50，分齿挂轮II的齿数为60，分齿挂 轮III的齿数为35，分齿挂轮IV的齿数为43 ；按照双面加工方法，按加工直齿圆柱齿轮方 法调整滚齿机，加工直齿圆柱齿轮，直齿圆柱齿轮的参数为模数m= 10、齿数ζ = 12、压力 角α = 20°、齿顶高系数h= 1、径向变位系数χ = 0.32、跨齿数k = 2、公法线平均长度 48. 05° _。.12根据选择的齿轮加工机床，取走刀量f为0.63、分齿挂轮定数ΔΖ为1/25。
O)、按照单面加工方法，对通过步骤2中加工成型的直齿圆柱齿轮的一齿面，选 择i3= [(-9Xsin^)/m]-[(625X ΔΖ)/(32Χ 1)]的差动挂轮I，根据速比值i3选择差动 挂轮II、差动挂轮12、差动挂轮13和差动挂轮14，差动挂轮Il的齿数为33，差动挂轮12 的齿数为89，差动挂轮13的齿数为65，差动挂轮14的齿数为25，为了保证齿轮之间的中心 距，加装介轮，从直齿面的最大齿厚端对刀，开始加工，把这一个齿侧面加工成为小螺旋面； 再对直齿圆柱齿轮的另一齿面，选择另一 i4= [(+9 X sin β)/πι]-[(625Χ ΔΖ)/(32Χ 1)] 的差动挂轮II，根据速比值i4选择差动挂轮III、差动挂轮112、差动挂轮113和差动挂轮 114，差动挂轮IIl的齿数为70，差动挂轮112的齿数为79，差动挂轮113的齿数为41，差动 挂轮114的齿数为75，加介轮，开始加工，再把这一个齿侧面加工成为小螺旋面。
4、加工方法
实施例一，把齿坯装夹在TO180E的滚齿机上，使用mlO齿轮滚刀，对齿坯的一齿 面，先后选择i2 = 24/(Z+l/25)的分齿挂轮、选择I1= (625Xf)/(288X π)的进给挂轮 和选择i3= [(-9 X sin β)/πι]-[(625ΧΔΖ)/(32Χ 1)]的差动挂轮I，一次性加工齿轮 一齿面至小角度螺旋面并至齿深；再对齿坯的另一齿面，先后选择选择i2 = 24/(Ζ+1/25) 的分齿挂轮、选择I1= (625 Xf)/(288 X π)的进给挂轮和选择i4 = [(+9 X sin β)/ m]-[(625 X ΔΖ)/(32Χ^]的差动挂轮II，一次性加工齿轮一齿面至小角度螺旋面并至齿 深。适合小批量的倒锥齿齿轮的加工。
实施例二，把齿坯装夹在TO180E的滚齿机上，使用mlO齿轮滚刀，先后选择i2 =24/(Ζ+1/25)的分齿挂轮、选择I1= (625Xf)/(288X π)的进给挂轮加工成直齿圆 柱齿轮后，再对一批直齿圆柱齿轮的一齿面，选择i3 = [(-9 X sin β)/πι]-[(625Χ ΔΖ)/ (32 X I1)]的差动挂轮I，加工一齿面成小角度螺旋面，对一批直齿圆柱齿轮的另一齿面，i4 =[(+9 X sin β)/πι]-[(625ΧΔΖ)/(32Χ 1)]的差动挂轮II，加工另一齿面成小角度螺旋 面。适合大批量的倒锥齿齿轮的加工。
本发明具有下特点
1、本发明专利采用普通的滚齿机，创新了滚齿加工的方法方法，提出了单面滚齿 加工小角度螺旋面成形技术的设想，解决了小角度补偿差速传动的挂轮计算方法，克服了 齿轮倒锥齿齿轮修形加工的难题，并且可以拓展加工其他形状的齿向修形齿轮。
2、本发明专利提出了全新的单面滚齿加工小角度螺旋面成形技术的设想，解决了 齿轮倒锥齿齿轮修形加工的难题，而且可以通过挂轮实现多种小角度齿轮的加工，拓展了 滚齿机的加工范围。
3、节省了滚齿机改造的费用，同时避免了滚齿机常规使用和改造使用之间的调 離iF. ο
4、本发明具有既新颖、又实用特点，开创了滚齿加工的新方法方法。
在用滚齿机单面滚切倒锥齿轮的加工方法技术领域内；凡是包含有(1)、对分齿 挂轮、进给挂轮、差动挂轮的计算按照以下公式进给挂轮…=(625Xf)A288X π)，分 齿挂轮:i2 = 24/(Ζ+1/25)，差动挂轮 I :i3 = [(-9 X sin β )/m]-[(625X Δ Ζ) / (32 X I1)], 差动挂轮II:i4= [(+9 X sin β )/m]_[(625 X Δ Ζ)/(32 Xi1)],确定进给挂轮、分齿挂轮、 差动挂轮I和差动挂轮II的速比；按照双面加工方法，使用滚齿机，选用齿轮滚刀的模数 m与渐开线圆柱齿轮的模数m相等的齿轮滚刀，根据i2 = Μ/(Ζ+1/25)，选择分齿挂轮，根 据I1 = (625 X f) / (288 X π )，选择进给挂轮，按加工直齿圆柱齿轮方法调整滚齿机，加工 直齿圆柱齿轮，使圆柱齿轮的参数的齿厚为倒锥齿齿轮的最大齿厚、齿深为倒锥齿齿轮的 齿深；按照单面加工方法，对通过步骤2中加工成型的直齿圆柱齿轮的一齿面，根据i3 = [(-9 X sin β ) /m] - [ (625 X Δ Ζ) / (32 X I1)],选择一组差动挂轮I，从直齿面的最大齿厚端 对刀，开始加工，把这一个齿侧面加工成为小螺旋面；再对直齿圆柱齿轮的另一齿面，根据 i4 = [ (+9 X sin β ) /m] - [ (625 X Δ Ζ) / (32 X I1)],选择另一组差动挂轮11，再把这一个齿侧 面加工成为小螺旋面的技术内容都在本发明的保护范围内。
权利要求
1.一种用滚齿机单面滚切倒锥齿轮的加工方法；其特征是其步骤为 (1)、对分齿挂轮、进给挂轮、差动挂轮的计算根据渐开线圆柱齿轮参数和加工的机床型号， 按照以下公式进给挂轮=I1 = (625Xf)/(288X π )， 分齿挂轮:i2 = 24/(Ζ+1/25)，差动挂轮 I:i3= [(-9 X sin β)/πι]-[(625Χ Δ Ζ) / (32 X I1)], 差动挂轮 II:i4= [(+9 X sin β)/πι]-[(625Χ Δ Ζ) / (32 X I1)], 确定进给挂轮、分齿挂轮、差动挂轮I和差动挂轮II的速比； O)、按照双面加工方法，使用滚齿机，选用齿轮滚刀的模数m与渐开线圆柱齿轮的 模数m相等的齿轮滚刀，根据i2 = Μ/(Ζ+1/25)，选择分齿挂轮，根据I1 = (625 Xf)/ 088X π )，选择进给挂轮，按加工直齿圆柱齿轮方法调整滚齿机，加工直齿圆柱齿轮，使圆 柱齿轮的参数的齿厚为倒锥齿齿轮的最大齿厚、齿深为倒锥齿轮轮的齿深；(3)、按照单面加工方法，对通过步骤2中加工成型的直齿圆柱齿轮的一齿面，根据i3 =[(-9 X sin β )/m]-[ (625 X Δ Ζ)/(32 Xi1)],选择一组差动挂轮I，从直齿面的最大齿厚 端对刀，开始加工，把这一个齿侧面加工成为小螺旋面；再对直齿圆柱齿轮的另一齿面，根 据 i4= [(+9 X sin β )/m]_[(625 X Δ Ζ)/(32 Xi1)],选择另一组差动挂轮 II，再把这一个 齿侧面加工成为小螺旋面。
2.根据权利要求1所述的用滚齿机单面滚切倒锥齿轮的加工方法；其特征是其步骤 为把齿坯装夹在滚齿机上，选用齿轮滚刀的模数m与渐开线圆柱齿轮的模数m相等的齿轮 滚刀，对齿坯的一齿面，先后，根据i2 = Μ/(Ζ+1/25)，选择分齿挂轮，根据I1 = (625Xf)/ (288 X π)，选择进给挂轮、根据 i3 = [(-9 X sin β )/m]-[ (625 X Δ Ζ) / (32 X “)]，选择差 动挂轮I，一次性加工齿轮一齿面至小角度螺旋面并至齿深；再对齿坯的一齿面，先后，根 据i2 = Μ/(Ζ+1/25)，选择分齿挂轮、根据I1 = (625Xf)A288X π)，选择进给挂轮，根据 i4 = [(+9 X sin β)/πι]-[(625Χ AZV(SZXi1)],选择差动挂轮II，一次性加工齿轮的另 一齿面至小角度螺旋面并至齿深。
全文摘要
一种用滚齿机单面滚切倒锥齿轮的加工方法，其步骤为对分齿挂轮、进给挂轮、差动挂轮的计算进给挂轮i1＝(625×f)/(288×π)，分齿挂轮i2＝24/(Z+1/25)，差动挂轮Ii3＝[(-9×sinβ)/m]-[(625×ΔZ)/(32×i1)]，差动挂轮IIi4＝[(+9×sinβ)/m]-[(625×ΔZ)/(32×i1)]，按照双面加工方法，使用滚齿机，选用齿轮滚刀的模数m与渐开线圆柱齿轮的模数m相等的齿轮滚刀，根据i2＝24/(Z+1/25)，选择分齿挂轮，根据i1＝(625×f)/(288×π)，选择进给挂轮，按加工直齿圆柱齿轮方法调整滚齿机；按照单面加工方法，根据i3＝[(-9×sinβ)/m]-[(625×ΔZ)/(32×i1)]，选择一组差动挂轮I，开始加工，再对直齿圆柱齿轮的另一齿面，根据i4＝[(+9×sin β)/m]-[(625×ΔZ)/(32×i1)]，选择另一组差动挂轮II，开始加工；因此解决了滚齿机不能加工倒锥齿的难题，提高了倒锥齿齿轮的加工效率，降低了倒锥齿齿轮的成本。
文档编号B23F5/20GK102029440SQ201010524230
公开日2011年4月27日 申请日期2010年10月29日 优先权日2010年10月29日
发明者侯光芹, 刘宜经, 陈伟东 申请人:泰安泰山福神齿轮箱有限责任公司