[发明专利]基于蜗杆砂轮的面齿轮磨齿加工方法

说明书

技术领域

本发明属于齿轮制造方法中的面齿轮数控铣齿、磨齿加工这一领域。

背景技术

面齿轮传动是指圆柱齿轮与锥齿轮相啮合实现空间相交或交错轴之间的传动。与锥齿轮相比较，面齿轮传动具有重合度大、承载能力强、稳定性强、振动小、占空间小等优点。随着航空航天事业的发展，面齿轮传动在飞行器的动力装置中得到了广泛应用，占有很重要的地位。

面齿轮加工方法是面齿轮研究的主要任务之一，近年来国内外学者对其做了很多研究，但目前在国内对面齿轮的加工方法大多为插齿加工，加工出的面齿轮精度较低，承载能力较差，使得面齿轮的应用只能停留在低速、轻载的场合，并不能满足航空器械的传动要求，为了提高面齿轮的综合传动性能，必须实现面齿轮的高精度制造。要使面齿轮的传动性能进一步提高，一般需对面齿轮进行热处理，而热处理将对面齿轮齿面产生热胀变形，影响面齿轮的精度和传动性能，由于热处理后齿面硬度很高，采用一般的加工方法不易加工，必须研究磨齿加工方法才能解决。

对于面齿轮磨齿加工方法，国内尚无已公开专利对其进行研究。本专利发明了一种面齿轮磨齿加工方法，利用该方法可以使蜗杆的齿面精度及微观形貌达到使用要求。该加工方法可以实现面齿轮的高精度加工。

发明内容

[0005] 本专利解决的技术问题是：针对市场上面齿轮加工精度低、传动性能差等缺陷，发明了一种面齿轮磨齿加工方法。该方法可以对热处理后的面齿轮进行磨齿加工，实现对面齿轮的高精度加工，提高面齿轮的传动性能。同时本专利发明了一种修整加工面齿轮的蜗杆砂轮的方法，可以实现对蜗杆砂轮快速、精确修整，最终达到提高面齿轮的磨齿加工精度的效果。

本专利发明的面齿轮磨齿加工方法，包括面齿轮28、蜗杆砂轮21、直齿轮30和修整蜗杆的砂轮片22。其特征是：在加工过程中面齿轮28以恒定的转速W_f绕Z_-f旋转，蜗杆砂轮21以恒定的转速W_w绕Z_w旋转，直齿轮以恒定的转速绕W_c绕Z_c轴旋转，砂轮片22以恒定的转速绕W_t绕X_t轴旋转。在旋转过程中，蜗杆砂轮齿面磨削掉与其相接触的面齿轮齿面，达到磨削加工面齿轮的效果。同时蜗杆砂轮21沿着面齿轮的齿宽X_f方向做直线进给，直至加工完面齿轮的整个齿廓。

在加工过程中，面齿轮28处于坐标系O_f中，以恒定的转速W_f绕Z_-f旋转。直齿轮30处于坐标系O_c中，以恒定的转速绕W_c绕Z_c轴旋转。面齿轮的转速W_f与直齿轮的转速W_c之间的转速比是恒定的，并且

（1）

其中N_c与N_f分别为直齿轮30与面齿轮28的齿数。

蜗杆砂轮21处于坐标系O_w中，以恒定的转速W_w绕Z_w旋转，为了实现蜗杆砂轮21与面齿轮28的精确展成切削，蜗杆砂轮21的转速W_w与面齿轮28的转速W_f之间的转速比是恒定的，并且

（2）

其中N_w为蜗杆砂轮21的头数，N_f为面齿轮28的齿数。

砂轮片22处于坐标系O_t中，以恒定的转速绕W_t绕X_t轴旋转，砂轮片22转速W_t与蜗杆砂轮21的转速W_w之间的转速比是恒定的，并且

（3）

其中N_w为蜗杆砂轮21的头数，N_c为直齿轮30的齿数。

在加工过程中，如图1所示，面齿轮28与直齿轮30处于正确啮合位置，面齿轮28与直齿轮30的轴线之间的夹角为90 ^o。为了适应蜗杆砂轮21的螺旋运动，蜗杆砂轮21的轴线与直齿轮30的轴线之间的夹角为90^o±λ_w。其中正负号由蜗杆砂轮21的螺旋线旋向而定。