專利名稱：非對稱齒廓漸開線齒輪留磨滾刀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種齒輪留磨滾刀，尤其涉及一種非對稱齒廓漸開線齒輪留磨滾刀，屬于齒輪刀具技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)漸開線齒輪的輪齒兩側(cè)的齒廓是完全對稱的，基本參數(shù)有壓力角、齒頂高系數(shù)、頂隙系數(shù)、齒頂圓角系數(shù)等。為了刀具的統(tǒng)一，國內(nèi)外都制訂有漸開線齒輪基本齒廓的標準。如ha—齒頂高，ha = han* m,其中m —模數(shù)，對斜齒輪為法向模數(shù)；han*—齒頂 高系數(shù)。對于絕大多數(shù)齒輪來說，正反轉(zhuǎn)時的載荷是不同的，有的只是單一方向運轉(zhuǎn)，有的雖是雙向運轉(zhuǎn)，但反向運轉(zhuǎn)的時間和載荷都要比正向低得多。完全對稱的齒廓設(shè)計，造成主承載面因為參數(shù)限制使得性能受到制約，而反面則因為不適用、少使用或輕載使用而造成浪費。近年來，非對稱齒廓漸開線齒輪已經(jīng)從研究逐漸步入應(yīng)用階段。公開號為CN201851630U的中國實用新型即涉及一種非對稱齒廓漸開線齒輪。由于非對稱齒廓齒輪通過削弱非受載或受輕載側(cè)的齒廓以增強主受載側(cè)齒廓的途徑，實現(xiàn)顯著提高提高齒輪承載能力效果，具有很強的生命力和極好的應(yīng)用前景。但是，受齒廓加工成形方法的限制，目前的非對稱齒廓漸開線齒輪的應(yīng)用主要還局限于采用模具成型齒輪的范圍內(nèi)，如塑料齒輪、鑄造齒輪、粉末冶金齒輪和模鍛齒輪等。而能采用機械加工生產(chǎn)的非對稱齒廓漸開線齒輪的方法很少，已見報道的有線切割齒輪，這種方法受加工成本、效率和精度的限制，很難在各工業(yè)領(lǐng)域獲得大規(guī)模的推廣應(yīng)用。另一方面，滲碳淬火磨齒的硬齒面齒輪已在現(xiàn)階段齒輪產(chǎn)品中占據(jù)的主導(dǎo)地位。由于這種齒輪是經(jīng)熱處理后才磨齒，所用滾刀必須是帶有一定挖根量的留磨滾刀(也稱凸頭滾刀或磨前滾刀)，在磨齒時把留磨量部分磨掉，才能保證磨齒后所磨得的齒廓能和不需要磨也不應(yīng)該磨的齒根部位弧線部分有良好的過度，不產(chǎn)生磨齒臺階，不傷齒根。同時，為了減小應(yīng)力集中，在保證漸開線生成長度能滿足齒輪嚙合要求的條件下，齒輪齒根部位弧線的半徑(齒根部位弧線和滾刀刀頭的圓角部分共軛生成)越大越好，即滾刀刀頭的圓角R越大越好，這一點，現(xiàn)在許多標準的對稱齒廓齒輪的滾刀也沒能完全做到。嚴格來說，漸開線齒輪留磨滾刀的法向齒廓應(yīng)該包括三個部分主刀刃(其壓力角等于所加工齒輪的壓力角，加工時包絡(luò)生成輪齒兩側(cè)的漸開線)、滾刀刀頭的圓弧(加工時生成輪齒齒根的圓弧和過度曲線)和過度刃(其壓力角小于所加工齒輪的壓力角，加工時包絡(luò)生成輪齒留磨量終點組成的漸開線)。如果要設(shè)計非對稱齒廓漸開線齒輪留磨滾刀，其法向齒廓也同樣要包括上述三部分，也同樣要滿足齒輪齒根部位弧線的半徑R盡可能大的要求
實用新型內(nèi)容
[0008]本實用新型的目的在于，克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提出一種非對稱齒廓漸開線齒輪留磨滾刀，可以加工出非對稱齒廓漸開線齒輪。為解決以上技術(shù)問題，本實用新型所提供的一種非對稱齒廓漸開線齒輪留磨滾刀，所述滾刀的法向齒廓為非對稱齒條齒廓，其中工作側(cè)齒廓包括加工時包絡(luò)生成輪齒工作側(cè)漸開線的工作側(cè)主刀刃、加工時生成輪齒工作側(cè)齒根部位弧線的工作側(cè)刀具齒頂圓弧及位于所述工作側(cè)主刀刃與所述工作側(cè)刀具齒頂圓弧之間的工作側(cè)過渡刃；其中非工作側(cè)齒廓包括加工時包絡(luò)生成輪齒非工作側(cè)漸開線的非工作側(cè)主刀刃、加工時生成輪齒非工作側(cè)齒根部位弧線的非工作側(cè)刀具齒頂圓弧及位于所述非工作側(cè)主刀刃與所述非工作側(cè)刀具齒頂圓弧之間的非工作側(cè)過渡刃；所述工作側(cè)主刀刃的壓力角范圍為14° 40°，且所述工作側(cè)主刀刃的壓力角比所述非工作側(cè)主刀刃的壓力角大6° 18°。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型取得了以下有益效果該滾刀可以滾齒加工出非對稱齒廓漸開線齒輪，其中工作側(cè)主刀刃和非工作側(cè)主刀刃可以對應(yīng)切出輪齒的工作側(cè)漸開線和非工作側(cè)漸開線，工作側(cè)刀具齒頂圓弧和非工作側(cè)刀具齒頂圓弧可以對應(yīng)切出輪齒的工作側(cè)齒根部位弧線和非工作側(cè)齒根部位弧線；采用該齒廓的滾刀，可解決兩側(cè)壓力角14° 40°范圍內(nèi)的非對稱齒廓齒輪的滾齒加工，實現(xiàn)磨齒后齒根圓滑過渡。作為本實用新型的優(yōu)選方案，所述工作側(cè)刀具齒頂圓弧的半徑大于所述非工作側(cè)刀具齒頂圓弧的半徑?？蛇_到比它的壓力角小10°的標準對稱齒廓滾刀的R值，提高所加工齒輪的齒根的抗彎強度。作為本實用新型的優(yōu)選方案，所述工作側(cè)齒廓及非工作側(cè)齒廓的齒頂高ha與所加工齒輪的模數(shù)m之間的關(guān)系為1.0 m彡ha彡1.45m。所加工齒輪可以是長齒廓，也可以是短齒廓。作為本實用新型的優(yōu)選方案，所述工作側(cè)齒廓和所述非工作側(cè)齒廓都留有挖根量?？杀ＷC磨齒后不磨到齒根。作為本實用新型的另一種優(yōu)選方案，所述工作側(cè)齒廓和所述非工作側(cè)齒廓的挖根量為零。挖根量為零作為帶挖根量的特例，可以用于不帶留磨量的非對稱齒廓漸開線齒輪的滾齒。
以下結(jié)合附圖
對本實用新型作進一步的說明。圖I為本實用新型非對稱齒廓漸開線齒輪留磨滾刀的法向齒廓。圖中1 一工作側(cè)主刀刃，2—工作側(cè)過渡刃，3—工作側(cè)刀具齒頂圓弧，4一非工作側(cè)刀具齒頂圓弧，5—非工作側(cè)過渡刃，6—非工作側(cè)主刀刃，ha(l—刀具齒頂高，A 一挖根量，H—刀具齒全高，Sn—刀具中線齒厚，a g—工作側(cè)壓力角，Rg—工作側(cè)刀具齒頂圓弧半徑，a gg—工作側(cè)過渡刃壓力角，hA—工作側(cè)A =0的a g壓力角線和刀具齒頂圓角切點A的高度，R—刀具齒根圓角半徑，Ctf一非工作側(cè)壓力角，Rf—非工作側(cè)刀具齒頂圓弧半徑，a fg—非工作側(cè)過渡刃壓力角，hAf—非工作側(cè)A=O的a 8壓力角線和刀具齒頂圓角切點A的高度。注本說明書以大壓力角側(cè)為工作側(cè)，以小壓力角側(cè)為非工作側(cè)。圖2為非對稱齒廓漸開線齒輪留磨滾刀的法向齒廓求解參考圖。圖中和圖I相同的符號不再贅述，僅對圖I沒出現(xiàn)過的符號說明如下[0020]A、Af—工作側(cè)、非工作側(cè)壓力角線和刀具齒頂圓角的切點；C、Cf—工作側(cè)、非工作側(cè)過渡刃和刀具齒頂圓角的切點；B、Bf—工作側(cè)、非工作側(cè)主刀刃和過渡刃的交點，hB、hBf—為相應(yīng)高度；Atl—刀具中線上Jimn/2點(無側(cè)隙齒厚)到主刀刃A方向的距離；A1—齒厚上偏差到主刀刃在A方向的距尚，S、Sf—工作側(cè)、非工作側(cè)齒厚上偏差線和過度刃的交點，hs、hsf—為S、Sf點的相應(yīng)高度，該點即是決定磨齒磨到齒厚上偏差時漸開線的起始點的點。如果磨齒磨到齒厚上偏差時漸開線的起始點能夠滿足齒輪嚙合要求，則磨齒磨到其它位置時就全都能滿足齒輪能夠嚙合要求(齒厚下偏差時漸開線的起始點就更能夠滿足齒輪的嚙合要求)，故除特別需求外，刀具設(shè)計時一般僅求出S、Sf點及相應(yīng)高度即可。圖中其它點和線為求解作圖的輔助線和生成的點，將在實施例中說明，此處不再贅述。 圖3為非對稱外齒輪齒部主要參數(shù)示意圖。圖中df尖圓直徑，da—齒頂圓直徑，d—分度圓直徑，dbg、db f—齒輪工作齒面、非工作齒面的基圓直徑；a jg、a jf一工作齒面、非工作齒面尖角，S—分度圓弧厚度；￡83丨一工作齒面、非工作齒面嚙合起始點，(^、(^ f—齒輪工作齒面、非工作齒面嚙合起始圓直徑；Fg、Ff—工作齒面、非工作齒面加工生成的漸開線起始點，dFg、dF f—齒輪工作齒面、非工作齒面加工生成的漸開線起始圓直徑。
具體實施方式
如圖I所示，本實用新型的非對稱齒廓漸開線齒輪留磨滾刀，滾刀的法向齒廓為非對稱齒條齒廓，其中工作側(cè)齒廓包括加工時包絡(luò)生成輪齒工作側(cè)漸開線的工作側(cè)主刀刃
I、加工時生成輪齒工作側(cè)齒根部位弧線的工作側(cè)刀具齒頂圓弧3及位于工作側(cè)主刀刃I與工作側(cè)刀具齒頂圓弧3之間的工作側(cè)過渡刃2 ;其中非工作側(cè)齒廓包括加工時包絡(luò)生成輪齒非工作側(cè)漸開線的非工作側(cè)主刀刃6、加工時生成輪齒非工作側(cè)齒根部位弧線的非工作側(cè)刀具齒頂圓弧4及位于非工作側(cè)主刀刃6與非工作側(cè)刀具齒頂圓弧4之間的非工作側(cè)過渡刃5 ;工作側(cè)主刀刃I的壓力角范圍為14° 40°，且工作側(cè)主刀刃I的壓力角比非工作側(cè)主刀刃6的壓力角大6° 18°。工作側(cè)齒廓及非工作側(cè)齒廓的齒頂高ha與所加工齒輪的模數(shù)m之間的關(guān)系為I. 0m彡ha彡I. 45m。所加工齒輪可以是長齒廓，也可以是短齒廓。工作側(cè)齒廓和非工作側(cè)齒廓都留有挖根量，可保證磨齒后不磨到齒根。挖根量為零作為帶挖根量的特例，可以用于不帶留磨量的非對稱齒廓漸開線齒輪的滾齒。設(shè)計順序參考圖2、圖3 :I，根據(jù)齒輪參數(shù)確定刀具的齒頂高ha(l，計算兩輪的工作側(cè)和非工作側(cè)的嚙合起始圓直徑dEg、dEf，最終加工生成漸開線起始圓dFg、dFf必須滿足要求。2，確定挖根量A、公法線長度留磨量AW、mn/2點相對于刀具的位置(Atl的量)。兩側(cè)的取值應(yīng)相同。[0037]3，按 JI Mn/2，力口上(A - A 0) /cos a g 和(A - A 0) /cos %為中線底邊長，以(90-ag)、(90-af)為兩底角作三角形，得三頂點I、II、III。過頂點I作底邊的垂線。用正弦定理求出另兩邊的邊長。4，以刀具的齒頂高ha(l為高作底邊II一III的平行線，分別交三角形兩邊于P、N點，過大壓力角側(cè)邊的P點作Z APN的角平分線P — O1155，初定大壓力角側(cè)滾刀齒頂圓弧半徑Rg的最大值，以ha(|-Rg為高作底邊II一III的另一條平行線，與Z APN的角平分線P — O1交于O1點，過O1作底邊的垂線交線段P— N于M點。以O(shè)1點為圓心以MO1為半徑作圓弧與大壓力角邊I 一 II切于A點。M點為刀具齒頂?shù)?br> 最聞點。6，過N點作Z PN III的角平分線N — O2交線段M — O1于O2點，以O(shè)2點為圓心以MO2 為半徑作圓弧與邊I 一III切于Af點，則MO2為小壓力角側(cè)滾刀齒頂圓弧半徑Rf的最大值。7，給定兩側(cè)過度刃壓力角，分別作兩側(cè)滾刀齒頂圓弧的過度刃切線。判斷大、小壓力角側(cè)滾刀齒頂圓弧Rg和Rf能否滿足要求、按齒厚上偏差磨齒時(刀具過度刃上的S和Sf點生成的漸開線起始圓)能否滿足嚙合要求，如果不能滿足要求，則可用調(diào)整刀具的齒頂高ha0或減小大壓力角側(cè)滾刀齒頂圓弧Rg值的辦法來重新設(shè)計。8，作出主刀刃線，算出主刀刃和過度刃交點的高度。算出刀具中線的齒厚。9，當所加工的非對稱齒輪兩側(cè)的變位系數(shù)不同時，用修正一側(cè)刀具齒厚的辦法來設(shè)計刀具，使得達到按非修正側(cè)齒輪的變位系數(shù)加工齒輪時，修正側(cè)刀刃加工出來的齒面就是按原來設(shè)計的變位系數(shù)加工出來的齒面。按修正一側(cè)的刀具齒厚修改該側(cè)的主刀刃，并重新計算因修正引起的尺寸變化。10，確定齒根高度和齒根圓角等尺寸，完成齒廓設(shè)計。現(xiàn)以設(shè)計加工一對Mn=IOmm的非對稱齒輪為例，具體說明分別設(shè)計加工大小齒輪的非對稱齒輪留磨滾刀的方法。實施例一非對稱齒輪參數(shù)如下(參考圖3)小齒輪齒數(shù)21、大齒輪齒數(shù)92 ;工作側(cè)壓力角a g =34°，非工作側(cè)壓力角a f=16。;螺旋角 13. 8。，中心距 585. 5mm ;頂隙 C:=0. 25 ；小齒輪齒頂圓直徑dal=243. 0mm,分度圓直徑屯=216. 242mm,工作側(cè)變位系數(shù)Xgl =0.3187，非工作側(cè)變位系數(shù)Xfl=O. 3187，尖圓直徑(^=247. 549_，工作側(cè)尖角a Jg=44. 15524°，非工作側(cè)尖角a jf=33. 0941°，工作側(cè)嚙合起始圓直徑dE!g=201. 795mm,非工作側(cè)嚙合起始圓直徑dElf=207. 751mm;跨3齒測量時的公法線長度W3= 81. 405mm,上偏差_0. 089mm、下偏差_0. 136mm ；大齒輪齒頂圓直徑da2=971. 0mm,分度圓直徑d2=947. 346mm,工作側(cè)變位系數(shù)xg2 =0. 0543,非工作側(cè)變位系數(shù)xf2=0. 0651,尖圓直徑dj2=978. 886mm,工作側(cè)尖角ajg=37. 3577 °，非工作側(cè)尖角a jf=21. 84952 °，工作側(cè)嚙合起始圓直徑dE2g=930. 788 mm,非工作側(cè)嚙合起始圓直徑dE2f=936. 776mm;跨10齒測量時的公法線長度Wltl=304. 615mm,上偏差-0. 164mm、下偏差-0. 24mm ；設(shè)計可按以下步驟(參考圖2)加工大、小齒輪的刀具要分別設(shè)計。[0053]設(shè)計加工小齒輪的刀具1，根據(jù)齒輪參數(shù)按普通刀具的設(shè)計方法確定刀具的齒頂高ha(l=13. 808mm，取ha0=14. OOmm0計算齒輪的工作側(cè)和非工作側(cè)的嚙合起始圓直徑，工作側(cè)(1&=201. 795mm,非工作側(cè)嚙合起始圓直徑dElf=207. 751mm;,最終加工生成漸開線起始圓dF1 g、dF1 f必須滿足要求。2，取挖根量 A =0. 35mm、A 0=0. 222mm,則 A 1=0. 222+ 公法線長度上偏差 0. 089/2=0. 2665mm, A-A0=O. 35-0. 222=0. 128 mm,公法線長度留磨量 Aff =0. 58mm，兩側(cè)的取值相同。留磨滾刀挖根量和留磨量的取值原則是滾小齒輪的滾刀的挖根量小，滾大齒輪的滾刀的挖根量大；滾小齒輪的留磨量大，滾大齒輪的的留磨量小。Aci則是由AW決定的。由于這些量的數(shù)值在國內(nèi)尚未有統(tǒng)一的標準，理解和認識有差異，實際執(zhí)行比較混亂。比如對公法線長度留磨量的理解就不一樣，往往造成制造和使用間存在一定的偏差。本實施例的留磨量是按公法線長度的中差計算的。因此，挖根量和留磨量的具體數(shù)值主要是根據(jù)齒輪參數(shù)和熱處理的控制水平按設(shè)計經(jīng)驗確定，是留磨滾刀設(shè)計的一般原則。3，按 L n J11 = Mn/2+ ( A - A ) /cos a g+ ( A - A ) /cos a f= ji X 10/2 +0. 128/cos34° +0. 128/cosl6° =15. 9956mm 為中線底邊長，以(90-a g) =90-34=56。，(90-a f)=90-16=74°為兩底角作三角形，得三頂點I、II、III。過頂點I作底邊的垂線，用正弦定理求出另兩邊的邊長L丨n =20. 0718mm, L丨m=17. 3109mm。三角形高h !=16.6403mm。4，以刀具的齒頂高ha(l=14mm為高作底邊II一III的平行線，分別交兩邊于P、N點，過大壓力角側(cè)邊的P點作Z APN的角平分線P — O:。5，初定大壓力角側(cè)滾刀齒頂圓弧Rg的最大值Rg =3mm;，以ha(l-Rg =14 -3 = Ilmm為高作底邊II一III的另一條平行線，與兩邊分別交于P點和N點，與Z APN的角平分線P — O1交于O1,過O1作底邊的垂線交線段P— N于M點。以O(shè)1點為圓心以M01=3_為半徑作圓弧與大壓力角邊I 一 II切于A點。M點為刀具齒頂?shù)淖罡唿c。Z APO1= Z MPO1= (180-56) /2 =62。，線段Lpn= (H)A1 XLiiiii= (16. 6403-14) /16. 6403X 15. 9956=2. 538mm,Lpm = Lmoi X tan ( Z PO1M) =3 X tan (90-62) =1. 5951mm,Lmn = Lpn-Lpm =2. 538-1. 5951=0. 9429mm6，過N點作Z PN III的角平分線N — O2交線段M — O1于O2點，以O(shè)2點為圓心以MO2為半徑作圓弧與邊I 一III切于Af點，則線段MO2的長度就是小壓力角側(cè)滾刀齒頂圓弧半徑Rf的最大值。Z MNO2= Z AfNO2= (180-74) /2=53°，Lm02= LmnX tan( Z MNO2) = 0. 9429X tan53° =1. 251mm,Rf= Lmq2=L 251mm。因為該側(cè)為非工作面，齒根圓角部分受的力是壓應(yīng)力，R稍小不會明顯影響齒根彎曲強度，Rf可以滿足要求。7，給定大壓力角側(cè)過度刃壓力角agg=15° ,小壓力角側(cè)過度刃壓力角afg=8° ,分別作兩側(cè)滾刀齒頂圓弧的過度刃切線，按公法線長度的上偏差(A1=O. 2665 mm)作兩邊的平行線，分別與兩邊過度刃交于S和Sf點，按相關(guān)公式計算出兩點到刀具中線的高度[0071]hs =12. 05mm，hsf = 12.499mm。以該高度值作為齒條的齒頂高分別和該齒輪的兩側(cè)齒面相嚙合所得的嚙合起始點圓即是按上偏差磨齒時所得到的漸開線起始圓，其直徑分別為大壓力角側(cè)dF1 g= 200. 03mm < dE!g=201. 795mm,小壓力角側(cè)dFlf = 207. 40mm < dE!f=207. 751mm; 采用該參數(shù)滾刀滾齒后，即使按上偏差磨齒，所生成的漸開線起始點也可以滿足齒輪嚙合要求(按其它偏差磨齒，都可以滿足齒輪嚙合要求)。如果不能滿足要求，則可用調(diào)整刀具的齒頂高haO或減小大壓力角側(cè)滾刀齒頂圓弧Rg值的辦法來重新設(shè)計。8，作出主刀刃線，算出主刀刃和過度刃交點B和Bf點的高度，hB= 11.223mm，hBf= 10.519mm。A 和 Af 點的高度，hA= 12. 678mm，hAf= 13. 094mm。計算刀具中線齒厚(兩側(cè)主刀刃間長度)S= L11 m-A/cosag-A/cosaf = 15. 9956-0. 35/cos34 0 -0.35/cosl6° =15. 209mm9，因為該小齒輪的兩側(cè)的變位系數(shù)相同，滾齒時兩側(cè)可以同時滾到尺寸，不需要用修正一側(cè)的刀具齒厚的辦法來設(shè)計刀具。10,經(jīng)計算,要加工出該齒輪的兩側(cè)齒頂圓處的齒廓,分別需要刀具的齒根有效高度為8. 93mm和6. 07mm，考慮的余量和齒根圓角等因素，取全齒高H= 2. 6mn = 26mm,刀具齒根圓角R==O. 15mn=l. 5mm,完成滾刀齒廓設(shè)計。加工大齒輪的刀具和加工小齒輪的刀具的設(shè)計順序和方法基本相同，幾個區(qū)別
占-
^ \\\ 1，如前所述，加工大齒輪的刀具的挖根量要比加工小齒輪的刀具的量大，留磨量要比加工小齒輪的刀具的量小。因為大齒輪的漸開線起始圓直徑更容易保證，所以加工大齒輪的刀具的齒頂圓角半徑可以比比加工小齒輪的刀具的值取得大。2，本實施例的大齒輪兩側(cè)的變位系數(shù)不同，必須用修正一側(cè)的刀具齒厚的辦法來設(shè)計刀具，使得達到按非修正側(cè)齒輪的變位系數(shù)加工齒輪時，修正側(cè)刀刃加工出來的齒面就是按原來設(shè)計的變位系數(shù)加工出來的齒面。按修正一側(cè)的刀具齒厚修改該側(cè)的主刀刃，并重新計算相關(guān)參數(shù)變化后的值。大齒輪滾刀計算結(jié)果如下1，刀具的齒頂高 ha(l=14. 00 mm齒輪的工作側(cè)和非工作側(cè)的嚙合起始圓直徑，工作側(cè)dElg=930. 788mm,非工作側(cè)嚙合起始圓直徑dE!f=936. 776mm。挖根量A=O. 5mm、A0=O. 105mm,則 A-A0=O. 395mm, A1=O. 187mm, A W= 0. 45mm,兩
側(cè)的取值相同。滾刀齒頂圓弧半徑,大壓力角側(cè)Rg=3. 6mm;，小壓力角側(cè)Rf = 1.624mm。過度刃壓力角，大壓力角側(cè)a g g=15° ,小壓力角側(cè)a f g=8°，S 和 Sf 點的高度hs = 10. 993mm, hsf =10. 67mm。漸開線起始圓直徑分別為[0095]大壓力角側(cè)dF1 g= 926. 628mm < dE!g=930. 778mm,小壓力角側(cè)dFlf = 928. 594mm < dE!f=936. 776mm;漸開線起始點可以滿足齒輪嚙合要求。A 和 Af 點的高度，hA= 12. 413mm, hAf= 12. 824mm。B 和 Bf 點的高度，hB= 10. 430mm, hBf= 9. 157mm。刀具中線齒厚S= 15. 472mm全齒高H=2. 6mn=26mm,刀具齒根圓角 R==O. 15mn=l. 5mm。2，對刀具齒厚的修正齒輪工作側(cè)變位系數(shù)Xg2 =0. 0543，非工作側(cè)變位系數(shù)Xf2=O. 0651。非工作側(cè)比工作側(cè)變位系數(shù)大Ax = xf2- Xg2 =0. 0651-0. 0543=0. 0108,滾齒時非工作側(cè)比工作側(cè)徑向要少滾的深度為Ah =Ax mn=0.0108X10=0. 108mm。如果齒輪按非工作側(cè)變位系數(shù)Xf2=O. 0651加工，則非工作側(cè)齒面加工到位后，刀具還要二次進刀Ah = 0. 108mm才能把工作側(cè)齒面加工到位；為了避免再二次進刀，可以對工作側(cè)刀的齒厚加厚 ASg =Ah 2 tan Cig= 0. 108X2Xtan34° = 0. 1457 mm。也可以按齒輪工作側(cè)變位系數(shù)xg2 =0.0543加工，則工作側(cè)齒面加工到位時，非工作側(cè)齒面已經(jīng)超深進刀了 Ah = 0. 108mm，這時必須對非工作側(cè)刀的齒厚減薄ASf=Ah 2 tan af= 0. 108X2Xtanl6。=0. 0619mm,才能保證工作側(cè)齒面加工到位時，非工作側(cè)齒面也同時加工到位。兩種修正齒厚的方法可隨意選擇，本實施例采用按齒輪工作側(cè)變位系數(shù)Xg2=0.0543加工，非工作側(cè)刀的齒厚減薄ASf =0. 0619mm的辦法對刀具進行修正。同時，還要把非工作側(cè)刀的齒頂圓角半徑減小ASf cos a f=0. 0619 X cos 16° =0. 0595mm。修正后刀具非工作側(cè)刀的齒頂圓角半徑Rf = I. 624-0. 0595=1. 5645mm。修正后刀具齒厚S =15. 472-0. 0619=15. 41mm。重算非工作側(cè)Bf點的高度，hBf=9. 204mm ;Af點的高度,hAf= 12.867mm。用本實施例所要加工的齒輪兩側(cè)的壓力角差高達18°，具有很大的加工難度，采用本實施例設(shè)計的滾刀不但可以完成其加工，而且可保證所加工的齒輪經(jīng)熱處理后磨齒時不磨到齒根，實現(xiàn)齒根圓滑過度。本實施例把加工小齒輪滾刀34°大壓力角側(cè)的齒頂圓角半徑設(shè)計成3mm=0. 3mn,已達到25°壓力角對稱齒留磨滾刀的齒頂圓角半徑 0. 3mn的極限值；把加工大齒輪滾刀34°大壓力角側(cè)的齒頂圓角半徑設(shè)計成3. 6mm=0. 36mn,已接近20°壓力角對稱齒留磨滾刀的齒頂圓角半徑 0. 4mn的常用值；可明顯提高齒根的抗彎強度。同時，雖然本實施例所要加工的大齒輪兩側(cè)齒廓的變位系數(shù)不同，采用本實施例所設(shè)計的滾刀，可以做到一次進刀后同時完成兩側(cè)齒面加工，為此類齒輪的加工提供了方便和簡捷?？傊緦嵱眯滦吞岢隽艘环N打破傳統(tǒng)規(guī)范的非對稱齒廓齒輪留磨滾刀，采用該形式齒廓的滾刀，不僅可解決兩側(cè)壓力角14° 40°的范圍內(nèi)的非對稱齒廓齒輪的滾齒加工，實現(xiàn)磨齒后齒根圓滑過度；還可以較大幅度地加大大壓力角側(cè)的齒根圓角半徑，明顯提高齒根的抗彎強度；加工兩側(cè)齒廓的變位系數(shù)不同的齒輪時，可以做到一次進刀后同時完成兩側(cè)齒面加工，加工方便和簡捷。[0115]以上所述僅 為本發(fā)明之較佳可行實施例而已，非因此局限本發(fā)明的專利保護范圍。除上述實施例外，本發(fā)明還可以有其他實施方式，例如兩側(cè)壓力角的差值在特殊需要時可突破6° 18°范圍。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種非對稱齒廓漸開線齒輪留磨滾刀，其特征在于，所述滾刀的法向齒廓為非對稱齒條齒廓，其中工作側(cè)齒廓包括加工時包絡(luò)生成輪齒工作側(cè)漸開線的工作側(cè)主刀刃、加工時生成輪齒工作側(cè)齒根部位弧線的工作側(cè)刀具齒頂圓弧及位于所述工作側(cè)主刀刃與所述工作側(cè)刀具齒頂圓弧之間的工作側(cè)過渡刃；其中非工作側(cè)齒廓包括加工時包絡(luò)生成輪齒非工作側(cè)漸開線的非工作側(cè)主刀刃、加工時生成輪齒非工作側(cè)齒根部位弧線的非工作側(cè)刀具齒頂圓弧及位于所述非工作側(cè)主刀刃與所述非工作側(cè)刀具齒頂圓弧之間的非工作側(cè)過渡刃；所述工作側(cè)主刀刃的壓力角范圍為14° 40°，且所述工作側(cè)主刀刃的壓力角比所述非工作側(cè)主刀刃的壓力角大6° 18°。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的非對稱齒廓漸開線齒輪留磨滾刀，其特征在于，所述工作側(cè)刀具齒頂圓弧的半徑大于所述非工作側(cè)刀具齒頂圓弧的半徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的非對稱齒廓漸開線齒輪留磨滾刀，其特征在于，所述工作側(cè)齒廓及非工作側(cè)齒廓的齒頂高ha與所加工齒輪的模數(shù)m之間的關(guān)系為I. 0m≤ ha≤I. 45m。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3所述的非對稱齒廓漸開線齒輪留磨滾刀，其特征在于，所述工作側(cè)齒廓和所述非工作側(cè)齒廓都留有挖根量。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3所述的非對稱齒廓漸開線齒輪留磨滾刀，其特征在于，所述工作側(cè)齒廓和所述非工作側(cè)齒廓的挖根量為零。
專利摘要本實用新型提供了一種非對稱齒廓漸開線齒輪留磨滾刀，該留磨滾刀的法向齒廓為非對稱齒條齒廓，其中工作側(cè)齒廓包括加工時包絡(luò)生成輪齒工作側(cè)漸開線的工作側(cè)主刀刃、加工時生成輪齒工作側(cè)齒根部位弧線的工作側(cè)刀具齒頂圓弧及位于工作側(cè)主刀刃與工作側(cè)刀具齒頂圓弧之間的工作側(cè)過渡刃；其中非工作側(cè)齒廓包括加工時包絡(luò)生成輪齒非工作側(cè)漸開線的非工作側(cè)主刀刃、加工時生成輪齒非工作側(cè)齒根部位弧線的非工作側(cè)刀具齒頂圓弧及位于非工作側(cè)主刀刃與非工作側(cè)刀具齒頂圓弧之間的非工作側(cè)過渡刃；工作側(cè)主刀刃的壓力角范圍為14°～40°，且工作側(cè)主刀刃的壓力角比非工作側(cè)主刀刃的壓力角大6°～18°。該滾刀可以滾齒加工出非對稱齒廓漸開線齒輪。
文檔編號B23F21/16GK202490983SQ20122010284
公開日2012年10月17日 申請日期2012年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月19日
發(fā)明者李釗剛 申請人:李釗剛