[发明专利]一种加工摆线-渐开线螺旋锥齿轮的方法与整体刀盘

说明书

技术领域

本发明涉及螺旋锥齿轮加工领域，具体为一种加工摆线-渐开线螺旋锥齿轮的方法和加工这种齿轮的整体刀盘，用这种刀盘可以在通用的铣齿机上加工这种螺旋锥齿轮。

背景技术

对于矿山、冶金、建材、能源等行业所使用的大规格螺旋锥齿轮，国外大都使用德国Klingelnberg公司1964年发明的摆线-准渐开线齿制(Cycle-Palloid System)，这种齿制采用双体刀盘并在专用的机床上用连续滚铣的方法加工，齿轮热处理后用装有CBN刀头的刀齿刮削。这种齿制的好处是接触区调整简单方便，不需要专门的软件来进行切齿计算，很适合工业界中小批量螺旋锥齿轮的加工。加上它在设计时采用大模数少齿数的设计方法，有很好的弯曲强度，因此很受业界的青睐。然而其缺点也是明显的，双体刀盘的刚性差而且制造复杂，加工机床的刀盘主轴结构复杂制造困难，严重影响了这种齿轮的推广。

如图2所示，这种齿轮采用摆线等高齿并用连续滚铣的方法加工。为了螺旋锥齿轮的大轮和小轮能正确啮合，必须保证三个条件：齿面中点的压力角和螺旋角相等，如图3所示，齿长曲率有一个曲率差。为了满足压力角相等，可以用平面产形轮加工齿轮并且使刀盘的齿形角等于齿轮副的压力角，为了满足齿轮啮合时凹面齿线的曲率半径比凸面齿线的曲率半径大Δr，当内刀的成形半径为r_C时，可以令外刀的成形半径为r_C+Δr。当大小轮两侧的齿线中点的螺旋角都为ψ时，由附图4可以求得刀盘的径向刀位S和角向刀位q的计算公式：

NC=NsinΓ]]>

sinv=ANSrNCcosψ]]>

S=A2+r2-2Arsin(ψ-v)]]>

sinη=rcosv-AsinψS]]>

q＝ψ+η

其中N是被加工齿轮的齿数，Γ是齿轮的节锥角，N_S是刀盘的刀齿组数，N_C是产形轮齿数，其余参数的几何意义见图4。由这些公式可以知道，当内刀的成形半径为r_C，外刀的成形半径为r_C+Δr时，由上面公式所计算出的两侧所要求的径向刀位和角向刀位是不同的。也就是说，要求展成两侧齿面中点的刀盘中心不重合，这就是双体刀盘的理论基础。