專利名稱：硬齒面環(huán)面蝸桿漸開線齒輪副的環(huán)面蝸桿剃齒方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種硬齒面環(huán)面蝸桿漸開線齒輪副的環(huán)面蝸桿剃齒方法，屬于漸開面
包絡環(huán)面蝸桿的精加工方法。由此得到的硬齒面漸開面包絡環(huán)面蝸桿與硬齒面漸開線斜齒 圓柱齒輪嚙合傳動，形成硬齒面環(huán)面蝸桿漸開線齒輪副。
背景技術：
為了提高環(huán)面蝸桿傳動的承載能力并降低成本，采用硬齒面環(huán)面蝸桿漸開線齒輪 副。硬齒面環(huán)面蝸桿漸開線齒輪副的環(huán)面蝸桿齒面有三種加工方法，第一種是用漸開線刀 齒按雙自由度運動包絡而成，這種方法是劉宗輔在1995年《機械》第22巻第5期的"漸開 線斜齒輪包絡蝸桿副的研制"中提出的，這種方法銑削的是錫青銅環(huán)面蝸桿，只有相配的漸 開線斜齒輪是硬齒面，所以只能用于精密分度蝸桿傳動，而且對于加工出的環(huán)面蝸桿和漸 開線齒輪需要配對跑合。 第二種是用漸開線齒輪形修磨輪按單自由度運動磨削硬齒面環(huán)面蝸桿的方法， 是由《Mechanism and Machine Theory》2002年第37巻第7期的文章"Tooth contact analysis of toroidal involute wormmating with involute helical gear，，提出的，因 為蝸桿和漸開線齒輪形修磨輪的相對速度較低，使修磨輪上金剛石顆粒容易脫落，效果較 差。為了避免這種現(xiàn)象，《中國科學E輯》2005年第35巻第7期的文章"精確磨削包絡TI 蝸桿的方法"中提出采用盤形砂輪磨削蝸桿的方法，砂輪除具有磨削主運動之外，還具有兩 個相互垂直的運動圓周進給運動和垂直進給運動。砂輪軸截面廓線不是漸開線，這樣砂輪 本身制造麻煩，而且機床運動復雜，生產效率低，從而增加制造成本難以得到工藝應用。
第三種方法是采用漸開線齒輪形珩磨輪相對蝸桿的雙自由度運動珩磨環(huán)面蝸桿， 是由申請?zhí)枮?00810101196.8的中國專利"硬齒面環(huán)面蝸桿漸開線齒輪副的環(huán)面蝸桿加 工方法"提出的，這種珩磨方法可以得到很高的精度，但對蝸桿螺旋面粗加工的精度要求較 高。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是要提供一種硬齒面環(huán)面蝸桿漸開線齒輪副的環(huán)面蝸桿剃齒方法， 是硬齒面環(huán)面蝸桿的精加工方法。粗加工是采用漸開線刀齒按雙自由度運動加工出環(huán)面蝸 桿的螺旋面并留有剃齒余量，然后，通過漸開線齒輪形剃齒刀的雙自由度運動對環(huán)面蝸桿 進行剃齒，得到的環(huán)面蝸桿與漸開線斜齒圓柱齒輪嚙合傳動，形成硬齒面環(huán)面蝸桿漸開線 齒輪副。 為了達到本發(fā)明的目的所采取的技術方案包括環(huán)面蝸桿1、漸開線斜齒圓柱齒輪 2、漸開線齒輪形剃齒刀3、蝸桿軸線4、齒輪軸線5，漸開線斜齒圓柱齒輪2和漸開線齒輪形 剃齒刀3具有相同幾何參數(shù)和同一回轉軸線即齒輪軸線5，蝸桿軸線4和齒輪軸線5固定 并垂直交錯，環(huán)面蝸桿1和漸開線齒輪形剃齒刀3的中心距等于環(huán)面蝸桿1和漸開線 斜齒圓柱齒輪2嚙合傳動的中心距a，當環(huán)面蝸桿1繞蝸桿軸線4轉動角度^時，漸開線齒輪形剃齒刀3沿齒輪軸線5移動s并繞齒輪軸線5轉動^dc，轉角^k由兩部分合成， 一部分 是由環(huán)面蝸桿1與漸開線斜齒圓柱齒輪2嚙合傳動的傳動比112得到的轉角9^'12，另一部分 是由其軸向位移s引起的附加轉角S/pd， pd為漸開線齒輪形剃齒刀3即漸開線斜齒圓柱齒 輪2的螺旋參數(shù)，^k-伊/z'i2+s/Ai，^和s是兩個獨立的運動參數(shù)，s在零點附近一定范圍內 的正負區(qū)間取值，漸開線齒輪形剃齒刀3以雙自由度運動對環(huán)面蝸桿1進行剃齒，形成硬齒 面環(huán)面蝸桿漸開線齒輪副的環(huán)面蝸桿剃齒方法(如圖l)，該加工方法可以在普通滾齒機上 實施。 上述的硬齒面環(huán)面蝸桿漸開線齒輪副的環(huán)面蝸桿剃齒方法中，漸開線齒輪形剃齒 刀3沿齒輪軸線5的移動是單向一次或往復多次的。 上述的硬齒面環(huán)面蝸桿漸開線齒輪副的環(huán)面蝸桿剃齒方法中，漸開線斜齒圓柱齒
輪2及與其具有相同幾何參數(shù)的漸開線齒輪形剃齒刀3是標準齒輪或變位齒輪。 本發(fā)明提出了一種硬齒面環(huán)面蝸桿漸開線齒輪副的環(huán)面蝸桿剃齒方法，解決了硬
齒面環(huán)面蝸桿漸開線齒輪副的精密加工問題，為硬齒面環(huán)面蝸桿漸開線齒輪副的制造提供
了一種新的加工方法。


圖1為硬齒面環(huán)面蝸桿漸開線齒輪副的環(huán)面蝸桿剃齒方法原理圖。
具體實施例方式
下面根據(jù)附圖對本發(fā)明的實施例進行描述。 硬齒面環(huán)面蝸桿漸開線齒輪副的環(huán)面蝸桿剃齒方法可以在普通滾齒機上實施。設 計硬齒面環(huán)面蝸桿漸開線齒輪副為標準硬齒面環(huán)面蝸桿漸開線齒輪副，環(huán)面蝸桿1和漸開 線斜齒圓柱齒輪2均右旋，漸開線斜齒圓柱齒輪2為標準漸開線齒輪，它們具有相同的模數(shù) nin和壓力角an，漸開線斜齒圓柱齒輪2的齒數(shù)、分度圓直徑和分度圓螺旋角分別為Z2、4和
|32，環(huán)面蝸桿1的頭數(shù)為zp傳動比i12 = vX，中心距a，漸開線斜齒圓柱齒輪2螺旋參數(shù) pd = d2/(2tanP 2)。 環(huán)面蝸桿l的材料選為38CrMoAl，經常規(guī)工藝流程，根據(jù)漸開線斜齒圓柱齒輪2選 擇具有同樣參數(shù)的漸開線刀齒(如插齒刀)，在滾齒機上按雙自由度運動粗加工環(huán)面蝸桿 l，并預留剃齒余量。 對環(huán)面蝸桿1的精加工，采用本發(fā)明的剃齒方法。如圖1所示，將經過粗加工的 環(huán)面蝸桿1裝在滾刀架上(圖1蝸桿軸線4位置)，使喉部中間平面通過滾齒機工作臺中 心并緊固；漸開線齒輪形剃齒刀3緊固在滾齒機工作臺上，蝸桿軸線4與齒輪軸線5垂直 交錯。由滾刀架轉動得到環(huán)面蝸桿1的轉角P，滾刀架沿立柱(平行于齒輪軸線5)移動， 相當于漸開線齒輪形剃齒刀3與之方向相反、位移相同相對于環(huán)面蝸桿1的移動位移s， 按環(huán)面蝸桿1和漸開線斜齒圓柱齒輪2的傳動比i12計算滾比交換齒輪得到^T^/Z'i2，由滾 齒機的差動裝置得附加轉角A^^S/Ai，兩者合成工作臺(即漸開線齒輪形剃齒刀3)的轉角 ^df^i+A伊。取s = O，搭上垂直進給和差動掛輪，進給中心距，調整漸開線齒輪形剃齒刀3 齒的兩側與環(huán)面蝸桿1有相等的剃齒量。退中心距，將滾刀架快速降至使蝸桿軸線4低于 漸開線齒輪形剃齒刀3的下端面，調整工作臺使中心距0"2 = a，作為漸開線齒輪形剃齒刀3對環(huán)面蝸桿l進行剃齒的初始位置。啟動機床，使?jié)L刀架逐步沿工作臺軸向提升，直至漸 開線齒輪形剃齒刀3離開環(huán)面蝸桿1為止，這樣就剃出環(huán)面蝸桿1的所有齒面。加工過程 中漸開線齒輪形剃齒刀3相對環(huán)面蝸桿1產生^和s是兩個獨立的運動，s由正值經零點到 負值變化，漸開線齒輪形剃齒刀以雙自由度運動剃出環(huán)面蝸桿1的所有齒面。
漸開線斜齒圓柱齒輪2的材料選為40Cr，經熱處理后，磨齒可得到精度達到6級 以上的硬齒面漸開線斜齒圓柱齒輪2與采用本方法剃出加工出的硬齒面環(huán)面蝸桿1嚙合傳 動，再配以極壓潤滑油(準雙曲面齒輪油)潤滑，構成硬齒面環(huán)面蝸桿漸開線齒輪副。
權利要求
硬齒面環(huán)面蝸桿漸開線齒輪副的環(huán)面蝸桿剃齒方法，其特征在于，包括環(huán)面蝸桿(1)、漸開線斜齒圓柱齒輪(2)、漸開線齒輪形剃齒刀(3)、蝸桿軸線(4)、齒輪軸線(5)，漸開線斜齒圓柱齒輪(2)與漸開線齒輪形剃齒刀(3)具有相同幾何參數(shù)和同一回轉軸線即齒輪軸線(5)，蝸桿軸線(4)和齒輪軸線(5)固定并垂直交錯，環(huán)面蝸桿(1)和漸開線齒輪形剃齒刀(3)的中心距O1O2等于環(huán)面蝸桿(1)和漸開線斜齒圓柱齒輪(2)嚙合傳動的中心距α，環(huán)面蝸桿(1)和漸開線斜齒圓柱齒輪(2)的傳動比為i12，漸開線斜齒圓柱齒輪(2)的螺旋參數(shù)為pd，當環(huán)面蝸桿(1)繞蝸桿軸線(4)轉動角度時，漸開線齒輪形剃齒刀(3)沿齒輪軸線(5)移動位移s并繞齒輪軸線(5)轉動轉角環(huán)面蝸桿(1)的轉角和s是兩個獨立的運動參數(shù)，漸開線齒輪形剃齒刀(3)相對環(huán)面蝸桿(1)作雙自由度運動加工出硬齒面環(huán)面蝸桿(1)。F2009102353454C0000011.tif,F2009102353454C0000012.tif,F2009102353454C0000013.tif
2. 根據(jù)權利要求1所述的硬齒面環(huán)面蝸桿漸開線齒輪副的環(huán)面蝸桿剃齒方法，其特征 在于，漸開線齒輪形剃齒刀(3)沿齒輪軸線(5)的移動是單向一次或往復多次的。
3. 根據(jù)權利要求1所述的硬齒面環(huán)面蝸桿漸開線齒輪副的環(huán)面蝸桿剃齒方法，其特征 在于，取s = 0時，漸開線齒輪形剃齒刀(3)沿齒輪軸線(5)沒有移動，漸開線齒輪形剃齒 刀(3)以單自由度運動對環(huán)面蝸桿(1)進行剃齒。
4. 根據(jù)權利要求1所述的硬齒面環(huán)面蝸桿漸開線齒輪副的環(huán)面蝸桿剃齒方法，其特征 在于，漸開線斜齒圓柱齒輪(2)及與其具有相同幾何參數(shù)的漸開線齒輪形剃齒刀(3)是標 準齒輪或變位齒輪。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種硬齒面環(huán)面蝸桿漸開線齒輪副的環(huán)面蝸桿剃齒方法，屬于漸開面包絡環(huán)面蝸桿的精加工方法。技術方案包括環(huán)面蝸桿1及蝸桿軸線4、漸開線斜齒圓柱齒輪2及與其具有相同幾何參數(shù)和齒輪軸線5的漸開線齒輪形剃齒刀3，蝸桿軸線4和齒輪軸線5固定并垂直交錯，中心距為a，漸開線齒輪形剃齒刀3相對于環(huán)面蝸桿1沿齒輪軸線5移動s并繞齒輪軸線5轉動漸開線齒輪形剃齒刀3以雙自由度運動對環(huán)面蝸桿1進行剃齒。本發(fā)明提出的硬齒面環(huán)面蝸桿漸開線齒輪副的環(huán)面蝸桿剃齒方法，解決了硬齒面環(huán)面蝸桿漸開線齒輪副的精密加工問題，為硬齒面環(huán)面蝸桿漸開線齒輪副提供了一種新的加工方法。
文檔編號B23F13/00GK101700587SQ20091023534
公開日2010年5月5日 申請日期2009年10月21日 優(yōu)先權日2009年10月21日
發(fā)明者李海濤, 董學朱, 董李揚, 魏文軍 申請人:中國農業(yè)大學