[发明专利]使用对角展成工艺加工大致圆柱形鼓形修正齿轮的齿侧的方法

说明书

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分使用对角展成工艺加工大致圆柱形但鼓形修正齿轮的齿侧的方法。

当通过连续展成方法展成螺旋齿鼓形修正圆柱齿轮时，由该工艺形成的齿侧会扭曲。该性能的量化测度是齿侧扭曲。这里所要求的任务是避免齿侧扭曲，或避免产生源自“自然齿侧扭曲”的齿侧扭曲。

为了解决避免齿侧扭曲的任务，现有技术(DE 37 04 607)提供了使用对角展成方法加工齿轮齿的技术方案，该技术方案使用蜗杆形工具，该工具的右齿侧或左齿侧的啮合角从一端的最大值开始朝向另一端连续减小，其中在蜗杆形工具一端处右齿侧的最大啮合角与左齿侧的最小啮合角一致，且反之亦然。该工具制造成本非常高，且在其使用中几乎没有灵活性。

EP 1 036 624 A2中揭示的概念是使用具有修正节距的蜗杆工具。在该工具中，齿侧的螺旋节距从蜗杆工具的一端开始朝向另一端与到蜗杆该端的距离成比例地变化，其中在蜗杆工具一端处一齿侧的最大节距与同一端处另一齿侧的最小节距一致，且反之亦然。该类型的工具在其宽度上呈凸形或凹形鼓形。该工具用于以对角模式运行。

当以对角模式使用凸形或凹形鼓形工具时，工件将最终具有齿侧扭曲。该齿侧扭曲可分成两个分量，如下文将示出的那样。第一分量与EP1036624A2中所描述的相同。第二分量具有迄今尚未认识的特性。仅通过该第二分量，才能够在具有给定宽度鼓形的工件上避免齿侧扭曲或将齿侧扭曲变为所要求的值。

本发明的任务是进一步开发一般定义的方法，使得可在一齿侧或两齿侧工艺中展成具有实践中任何所要求齿侧扭曲的鼓形修正齿侧，且可使用几何形状简单的工具，且加工所需要的工具长度可在较宽范围内自由选择，且也可用短工具进行该工艺。

在具有权利要求1特征部分的根据权利要求1前序部分的通用方法中解决该任务。在从属权利要求中提出该方法的较佳形式。

由于工具的鼓形与对角比匹配，所以简单工具产生叠加在自然齿侧扭曲上的齿侧扭曲，从而得到工件所要求的齿侧扭曲。此外，在以对角模式作业时由于工具的鼓形形成的工件的鼓形分量上叠加另一鼓形分量，从而由于该叠加，工件具有所要求的鼓形，其中鼓形的另一分量通过改变加工期间工具与工件之间的距离而产生。用可在宽范围内自由选择长度的工具能够产生工件的宽向鼓形和齿侧扭曲的所要求的值。然后工具的鼓形必须适应其长度。用提出的措施，使用简单工具以简单方式就可解决上述任务。

在另外的权利要求书、说明书和附图中给出本发明的其它特征。在以下附图的辅助下更详细地解释本发明，其中：

图1示出工具0、工件2以及机床的各轴线以辅助描述位置、距离和运动；

图2示出具有用圆柱形工具在对角展成工艺中产生的具有宽向鼓形的右旋齿轮的左齿侧和右齿侧的齿侧形貌的确定。

图3示出具有用修正凹形鼓形工具在对角展成工艺中产生的具有宽向鼓形的右旋齿轮的右齿侧的齿侧形貌的确定；

图4示出在蜗杆形工具上展成凸形或凹形鼓形的方法。

以下内容将解释在通过连续展成工艺加工螺旋齿鼓形修正圆柱齿轮时，如何产生齿侧扭曲，可如何避免齿侧扭曲或使其变为所要求的数量，以及如何设计该工艺所必须的工具。

这些内容基于机床具有用于常规展成方法中的工件的垂向转动轴线的假设。用于描述工具0和工件2(图1)的位置、路径和运动的这些轴线是：

X  轴线之间的距离(径向)

Y  工具轴线的方向(切向)

Z  工件轴线的方向(轴向)

A  工具轴线的斜度

A  工具的转动

C  工件的转动

这里所讨论的圆柱形齿轮的齿侧没有由渐开线螺旋面形成的任何修正。但是，渐开线螺旋面并不有助于方便地解释数量关系。因此，在下文中，在基圆柱的切平面中表示出齿侧(图2)。在该表示中，将几何形状复杂的渐开线螺旋面转换成具有边L_α和L_β的矩形。这些矩形此后称为“测量域”。

当齿轮绕其轴线转动时，螺旋线与测量域相交的点形成直的垂线。齿轮的法向截面(垂直于轴线)沿直的水平线与测量域相交。蜗杆形工具与完美加工的齿侧之间的接触点也位于直线、展成接触线上。只要轴向进给速率小，展成接触线相对于法向截面倾斜基圆螺旋角β_b。该条件符合在本文讨论的情况。如果必要，可根据已知关系计算进给速率对倾角的影响，且确切角度可用于进一步讨论。