[发明专利]无退刀槽圆弧螺旋线混合型人字齿轮及其加工方法

说明书

本发明公开了一种无退刀槽圆弧螺旋线混合型人字齿轮，该齿轮包括人字齿轮轮体，所述人字齿轮轮体上加工有若干个人字齿轮轮齿，所述若干个人字齿轮轮齿之间开设有人字齿轮齿槽，所述人字齿轮轮齿依次由人字齿轮右旋轮齿、人字齿轮圆弧轮齿、人字齿轮左旋轮齿段构成，所述人字齿轮轮齿的两个侧面分别构成为人字齿轮轮齿凹齿面、人字齿轮轮齿凸齿面；本发明还公开了一种无退刀槽圆弧螺旋线混合型人字齿轮的加工方法，本发明的人字齿轮具有重合度大，啮合传动平稳，噪音低，承载能力大，结构紧凑等特点，非常适合于船舶动力、航空机械传动、重载车辆工程高速重载，对齿轮箱的结构尺寸又有严格限制的场合。

技术领域

本发明属于传动机械领域，具体涉及一种无退刀槽圆弧螺旋线混合型人字齿轮及磨齿方法。

背景技术

斜齿轮啮合接触是由轮齿的一端进入啮合而从轮齿的另一端退出啮合，其齿廓接触线的长度由零逐渐增加，又逐渐缩短，直至脱离接触的过程，即当其齿廓前端面脱离啮合时，齿廓的后端面仍在啮合中。因此，载荷沿齿宽方向的变化也是一渐变的过程。斜齿轮同时啮合的齿轮对数多，重合度大，因此斜齿轮传动运转较平稳、承载能力强、噪声和冲击较小，适用于高速、大功率的齿轮传动。斜齿轮应用于高速重载机械传动时，通常需要对轮齿渗碳工艺热处理，这一过程必然引起齿轮的变形，因此需要对齿轮磨齿以纠正热处理过程中的变形，以提高齿轮精度和齿轮的疲劳性能。

人字齿轮由左右两个旋向相反且对称的斜齿轮组成，是一种同时具有左旋和右旋轮齿的圆柱齿轮。其结构特点是在圆柱齿轮的某一部分齿宽上为右旋齿而在另一部分齿宽上为左旋齿。人字齿轮传动具有重合度大、承载能力高、传动平稳和轴向载荷小等优点，在重型机械的传动系统中有广泛的应用。

人字齿轮根据其结构特点可分为图1所示的无退刀槽的人字齿轮和图2所示的中间有退刀槽(砂轮越程槽)的人字齿轮两种结构形式。前者无退刀槽人字齿轮是左右两侧轮齿直接相交在齿宽中间构成尖角的一种结构形式，具有传动布置紧凑，加工精度高等优点。但这类齿轮必须在专用机床上刨齿加工，或者将左旋和右旋两侧分体加工制造然后组合在一起，目前这种结构的人字齿轮由于左右旋轮齿之间的尖角而无法实现磨齿。中间有退刀槽的人字齿轮是将两侧做成一体，但在两侧的有效轮齿之间留下必要的退刀槽(砂轮越程槽)。这种类型的齿轮无需专用加工机床便可实现齿轮的磨齿加工，具有成本低、生产效率高等优点。由于需留砂轮越程槽，所以，当齿轮总宽度受到限制时，参与工作的齿宽减少，降低了齿轮承载能力。

因此，当前的齿轮制造工艺，留有砂轮越程槽的人字齿轮，可实现轮齿磨削精加工，适合于高速重载人字齿轮传动的场合，如船舶动力、航空机械传动、重载车辆工程等。无砂轮越程槽的齿轮，不能进行磨齿精加工，限制了其在高速重载的条件下的应用。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种无退刀槽圆弧螺旋线混合型人字齿轮及其加工方法。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明实施例提供一种无退刀槽圆弧螺旋线混合型人字齿轮，该齿轮包括人字齿轮轮体，所述人字齿轮轮体上加工有若干个人字齿轮轮齿，所述若干个人字齿轮轮齿之间开设有人字齿轮齿槽，所述人字齿轮轮齿依次由人字齿轮右旋轮齿、人字齿轮圆弧轮齿、人字齿轮左旋轮齿段构成，所述人字齿轮轮齿的两个侧面分别构成为人字齿轮轮齿凹齿面、人字齿轮轮齿凸齿面。

上述方案中，所述人字齿轮右旋轮齿分度圆上的螺旋角β_r、压力角α_r分别与人字齿轮左旋轮齿分度圆上螺旋角β_l、压力角α_l相等，并且所述人字齿轮右旋轮齿和人字齿轮左旋轮齿的分度圆上压力角与人字齿轮圆弧轮齿的分度圆上压力角α_a相等。