专利名称：一种大批量生产可互换的小模数弧齿锥齿轮或小模数双曲线齿轮的加工方法
技术领域：
本发明涉及小模数弧齿锥齿轮和小模数双曲线齿轮生产技术领域。
背景技术：
由于小模数弧齿锥齿轮的优越性能，小模数弧齿锥齿轮被广泛地应用在电动工具、缝纫机械、仪表机械、园林机械等领域，量大、范围广。目前的小模数弧齿锥齿轮都是大小轮成对供应，应用企业装配时必须成对安装，并调整大小轮的安装距，直至大小轮接触区和啮合间隙达到运转要求。这一切在装配过程中往往要占用较多的工作时间。
当前国内外人力成本不断上升，不少大量需求小模数弧齿锥齿轮的企业一直在探索如何减少锥齿轮的装配时间，提高小模数弧齿锥齿轮的装配速度，降低装配成本。
发明内容
本发明所解决的技术问题是提供一种大批量生产可互换的小模数弧齿锥齿轮或小模数双曲线齿轮的加工方法。为此，本发明采用以下技术方案
所述方法包括如下步骤
1)分别对大轮和小轮以安装基面为基准进行齿厚测量，由齿厚测量装置控制一致的安装基面为基准的齿厚值；
2)用三维数字测量仪对大小轮加工齿面误差测试、分析，修正加工参数，达到误差范围内一致的轮齿齿面；
3)对所加工的齿轮的齿面啮合接触区、啮合间隙进行确认。通过以上技术方案，本发明的加工方法可以应用于大批量生产可互换的小模数弧齿锥齿轮或小模数双曲线齿轮，这种齿轮的安装不需调整，替代传统的成对配制供应模式，可大大缩短装配时间，满足市场需求。
图I为平顶齿轮加工原理，切削锥齿轮；
图2为双面法加工弧齿锥齿轮、齿宽中点在齿槽中间，凹面、凸面螺旋角都不同；
图3为游标卡尺测量齿厚示意 图4为比较法测量齿厚示意 图5为采用安装基面作为基准的齿厚测量装置示意 图6为图5所测量齿轮的放大 图7为图6所示齿轮的齿厚测量放大图；图8为图5所示齿厚测量装置测小轮时的部分装置结构示意 图9为采用数控三维测量仅测量齿轮齿面的齿面范围图；(参照AGMA的标准，在齿面测量范围内齿高方向测量5个点，齿宽方向测量9个点)
图10为实施例I中大小轮结构及参数 图11为实施例I中采用数控三维测量所测量的大轮三维测量齿面误差值；
图12为实施例I中按照图11所获得的网格 图13为实施例I中采用数控三维测量所测量的小轮三维测量齿面误差值；
图14为实施例I中按照图13所获得的网格图。
具体实施例方式如图I所示，圆锥齿轮传动啮合原理引入当量圆柱齿轮概念、圆锥齿轮的加工应用平顶齿轮切削原理，切削刀具垂直被切齿轮的根圆锥，被切齿轮按根锥角安装。小模数弧齿锥齿轮采用双重双面切削加工方法，以及对大小轮的齿厚控制，借助于滚动检查机对轮齿接触区的配对，啮合间隙的控制，实现小模数弧齿锥齿轮的成对生产，成对供货。图中包括平顶产形齿轮101、切削刀盘102、齿根角103、根锥角104、被加工齿轮105。如图2所示，小模数弧齿锥齿轮一般采用双重双面切削加工法，大小轮都用双面法加工。双面刀盘刀齿经过齿槽切削一轮齿的凹凸面，轮齿凹面，轮齿凸面，齿槽中间在齿宽中点的螺旋角都不相同。上述二方面，这就要经过一系列修正，才能使大小轮正常啮合。并获得所需轮齿接触区。如图3所示，圆锥齿轮的齿厚控制一般采用齿厚游标卡尺测量，或如图4所示，以比较法来控制齿厚，并通过滚动检查机来调试大小轮的接触区，及啮合间隙，达到大小轮成对相配，最终成对出厂。成对供应的齿轮在应用工厂要成对地安装，并通过安装距的调整，直至大小轮啮合接触区，啮合间隙满足运转要求。即这种成对生产的小模数弧齿锥齿轮在装配时要修正安装距，以达到所需的接触区，所需的啮合间隙，满足运转要求。
本发明提供一种大批量生产可互换的小模数弧齿锥齿轮或小模数双曲线齿轮加工方法，所述方法包括如下步骤
1)分别对大轮和小轮以安装基面为基准进行齿厚测量，由齿厚测量装置控制一致的安装基面为基准的齿厚值；
2)用三维数字测量仪对大小轮加工齿面误差测试、分析，修正加工参数，达到误差范围内一致的轮齿齿面；
3)对所加工的齿轮的齿面啮合接触区、啮合间隙进行确认。以下进行详述
具体来说，步骤I)中，用如图5所示的采用安装基面作为基准的齿厚测量装置来进行测量，该齿厚测量装置设于安装基面上。该齿厚测量装置包括导轨5，所述导轨上设有可以前后移动的导轨滑块一 6和导轨滑块二 7,所述导轨滑块一 6上设有表杆座8,所述表杆座8上竖有表杆尺9，所述表杆尺9上设有可以沿表杆尺9上下移动的表杆10，所述表杆10与带可更换测量球的百分表或数显尺13相连，所述导轨滑块二 7上安装有可精确定位，旋转被测齿轮的工作台11，该工作台11为用于测量大轮的工作台，可更换为用于测量小轮的工作台，所述导轨滑块一 6与导轨滑块二 7中间设有固定的定位座12，所述定位座12与所述表杆座8之间设有放入块规A的活动空间，所述测量装置还包括放置于工作台11上的块规B，在测量大轮即节锥角大于45°的齿轮的时候，需更换工作台为测量大轮的工作台，此时所述块规A的尺寸与被测齿轮的齿厚测量点到齿轮中心的距离相同，所述块规B的尺寸与被测齿轮的齿厚测量点到齿轮底部的距离相同；在测量小轮即节锥角小于45°的齿轮的时候，需更换工作台为测量小轮的工作台，此时所述块规A的尺寸与被测齿轮的齿厚测量点到齿轮底部的距离相同，所述块规B的尺寸与被测齿轮的齿厚测量点到齿轮中心的距离相同；所述测量球的尺寸与所测齿轮的齿厚相配。该齿厚测量装置，测量方便、测量精度高、有效、可靠。图6、7、8分别是该齿厚测量装置测试时齿轮的细节图。采用该齿厚测量装置测量齿轮齿厚时要按与齿轮相配的测量球直径尺寸d、测量球至安装基面的尺寸A、B来调整好测量装置。测量球直径尺寸d、测量球至基准尺寸A、B(齿厚测量点到齿轮底部的距离、齿厚测量点到齿轮中心的距离)必须计算正确。小轮(分圆锥角小于45° )按图8所示方法测量。
步骤2)中，用三维数字测量仪对大小轮加工齿面误差测试、分析，修正加工参数；本发明里采用的是全自动CNC三维数字测量仪对大小轮齿面进行三维测量(图9)。先将理论齿面进行计算，通过测量软件测头对齿面进行测量，并与理论齿面进行比较打印出齿面误差值，并绘制出齿面网格图，按齿面误差值绘制的齿面网格图可方便地、客观地判断轮齿切削状况，并根据所判断出的齿轮切削状况，通过修正机床、刀具等的切削参数，确保加工出的齿面达到满意，合格要求。步骤3)中，对所加工的齿轮在生产最后齿面啮合接触区、啮合间隙确认时，要压缩滚动检查机检查大小轮轮齿接触区，检查大小轮安装距误差，并用块规校正安装距。以上述二点为基础，由滚动检查机调试大小轮齿面啮合接触区，以及啮合间隙。非常重要的是要压缩大小轮在检查机上安装距的误差，来确认大小轮最佳的啮合接触区和所需的啮合间隙。滚动检查机上可用精密块规对安装距进行校检。同时必须考虑大小轮的热处理变形量。大批量生产时，可用多台切削机床同时进行加工统一参数的大小轮，但切削机床的安装轮位、刀位必须一致。由齿厚测量装置控制一致的安装基面为基准的齿厚值，及CNC三维数字测量仪达到一致的轮齿曲面。按本发明所述加工方法，大批量生产的大小轮，可在正确安装距下达到理想啮合状态，不需通过调整，可实现任一大轮和任一小轮安装啮合运转。进一步推动小模数弧齿锥齿轮加工技术的变革。安装齿轮的箱体，要确保其齿轮安装距的精确性，也可实施修正方法，使箱体安装齿轮的安装距达到要求，满足可换齿轮的装配要求。本发明的主要点是以安装基面为齿厚测量的基准对被加工齿轮进行齿厚测量。及应用三维数字测量仪对被加工齿轮齿面进行测量，本实施例中所采用的三维数字测量仪是德国Klingelnberg公司的P26全自动数控测量中心。实施例I
以一组齿轮加工为例，
I)分别对大轮和小轮以安装基面为基准进行齿厚测量，由齿厚测量装置控制一致的安装基面为基准的齿厚值；
如图7所示，计算出测量球及测量球至安装基面尺寸。Z大=37、Z小=9，轴间角 δ =90。
m觀=1·387P螺旋角=35 °α齿形角=20 °
首先，计算出此测量齿厚、安装基准至测量球尺寸，
大轮
测量球d= Φ I. 75mm 测量球至安装基面尺寸 A1=22. 25mm B1=H. 40mm 小轮
测量球尺寸(1=Φ I. 75mm 测量球至安装基面尺寸 A2=Il. 75mmB2=5. 296mm
2).用三维数字测量仪对大小轮加工齿面误差测试、分析，修正加工参数，达到误差范围内一致的轮齿齿面；
即，采用全自动CNC三维数字测量仪，对大小轮齿面进行三维测量，并绘制网格图(图1Γ 图 14).
在上述二点实施中，控制大小轮齿厚一致性，及轮齿齿面形状一致性，采用国产四轴联动125毫米数控铣齿机进行大小轮的批量加工。所采用加工机床要保证加工精度。3)、对所加工的齿轮的齿面啮合接触区、啮合间隙进行确认。通过以上步骤，本实施例达到了预定目标，在所加工的大小轮中，在正确的安装距下，可达到任一大轮与任一小轮啮合，达到运转要求。
权利要求
1.一种大批量生产可互换的小模数弧齿锥齿轮或小模数双曲线齿轮加工方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤 分别对大轮和小轮以安装基面为基准进行齿厚测量，由齿厚测量装置控制一致的安装基面为基准的齿厚值； 用三维数字测量仪对大小轮加工齿面误差测试、分析，修正加工参数，达到误差范围内一致的轮齿齿面； 对所加工的齿轮的齿面啮合接触区、啮合间隙进行确认。
2.如权利要求I所述一种大批量生产可互换的小模数弧齿锥齿轮或小模数双曲线齿轮加工方法，其特征在于，所述步骤I)中的齿厚测量装置包括导轨，所述导轨上设有可以前后移动的导轨滑块一和导轨滑块二，所述导轨滑块一上设有表杆座，所述表杆座上竖有表杆尺，所述表杆尺上设有可以沿表杆尺上下移动的表杆，所述表杆与带可更换测量球的百分表或数显尺相连，所述导轨滑块二上安装有可精确定位，旋转被测齿轮的工作台，该工作台为用于测量大轮的工作台，可更换为用于测量小轮的工作台，所述导轨滑块一与导轨滑块二中间设有固定的定位座，所述定位座与所述表杆座之间设有放入块规A的活动空间，所述测量装置还包括放置于工作台上的块规B，在测量大轮即节锥角大于45°的齿轮的时候，需更换工作台为测量大轮的工作台，此时所述块规A的尺寸与被测齿轮的齿厚测量点到齿轮中心的距离相同，所述块规B的尺寸与被测齿轮的齿厚测量点到齿轮底部的距离相同；在测量小轮即节锥角小于45°的齿轮的时候，需更换工作台为测量小轮的工作台，此时所述块规A的尺寸与被测齿轮的齿厚测量点到齿轮底部的距离相同，所述块规B的尺寸与被测齿轮的齿厚测量点到齿轮中心的距离相同；所述测量球的尺寸与所测齿轮的齿厚相配。
3.如权利要求I所述一种大批量生产可互换的小模数弧齿锥齿轮或小模数双曲线齿轮加工方法，其特征在于所述步骤2)中，先将理论齿面进行计算，通过测量软件测头对齿面进行测量，并与理论齿面进行比较打印出齿面误差值，并绘制出齿面网格图，按齿面误差值绘制的齿面网格图可方便地、客观地判断轮齿切削状况，并通过修正机床、刀具等的切削参数，确保齿面达到满意，合格要求。
4.如权利要求I所述一种大批量生产可互换的小模数弧齿锥齿轮或小模数双曲线齿轮加工方法，其特征在于所述步骤3)中，啮合间隙确认时，要压缩滚动检查机大小轮安装距误差，并用块规校正安装距。
全文摘要
本发明提供一种大批量生产可互换的小模数弧齿锥齿轮或小模数双曲线齿轮的加工方法。所述方法包括如下步骤1) 分别对大轮和小轮以安装基面为基准进行齿厚测量，由齿厚测量装置控制一致的安装基面为基准的齿厚值；2) 用三维数字测量仪对大小轮加工齿面误差测试、分析，修正加工参数，达到误差范围内一致的轮齿齿面；3) 对所加工的齿轮的齿面啮合接触区、啮合间隙进行确认。本发明的加工方法可以应用于大批量生产可互换的小模数弧齿锥齿轮或小模数双曲线齿轮，这种齿轮的安装不需调整，替代传统的成对配制供应模式，可大大缩短装配时间，满足市场需求。
文档编号B23F23/12GK102896380SQ20121034119
公开日2013年1月30日 申请日期2012年9月16日 优先权日2012年9月16日
发明者王友利, 文一木 申请人:浙江丰立机电有限公司