[发明专利]非完全对称渐开线齿轮及其专用切齿滚刀和加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种非对称渐开线齿轮及其专用切齿刀具和加工方法。尤其适用于齿牙受双向弯曲载荷作用的中间惰轮或行星轮。

背景技术

齿轮传动系统常用到同时与两个齿轮啮合的中间惰轮或行星轮，由于它们的齿牙受双向弯曲载荷作用，该齿轮的齿根最容易出现弯曲折断，例如在GB/T 3480-1997《渐开线圆柱齿轮承载能力计算方法》P56中规定：对于受对称双向弯曲的齿轮(如中间轮或行星轮)，在设计时，应将齿轮的弯曲疲劳极限值乘上系数0.7作为这类齿轮能承受的弯曲疲劳极限。另外，中间惰轮或行星轮左右齿面分别与两个不同的齿轮啮合，因此中间惰轮或行星轮的齿牙左右侧分别承受的弯曲强度不同，啮合所需齿面渐开线的起始点也不同，而渐开线起始点的高低直接影响齿轮齿根的圆弧曲率半径，进而影响齿轮的齿根弯曲强度。

传统的设计方法不考虑左、右齿面渐开线起始点的差异，设计的齿形为左、右齿面及齿根完全对称，参见GB/T 1356-2001《通用机械和重型机械用圆柱齿轮标准基本齿条齿廓》，为完全对称齿廓，因此，为了保证左、右齿面渐开线起始点相同，且具有足够的渐开线长度参与啮合，使得左右齿廓齿根曲线曲率半径均很小，这进一步降低了中间惰轮或行星轮的齿根弯曲强度。

发明内容

本发明的第一目的是提供一种非完全对称渐开线齿轮的加工方法。

本发明的第二目的是提供一种用于非完全对称渐开线齿轮加工的专用切齿滚刀。

本发明的第三目的在于提供一种通过上述方法所获得的非完全对称渐开线齿轮。

实现上述第一目的的技术方案是：一种非完全对称渐开线齿轮的加工方法，包括如下步骤：

第一步，准备可用于滚齿的齿坯；

第二步，选用专用切齿滚刀；

第三步，用专用切齿滚刀滚切齿坯，所述专用切齿滚刀左侧齿廓直线段HI所在的刀具段滚切齿坯左侧形成端面齿廓QSG的渐开线段QS，所述左侧齿廓的直线段IJ、KL和圆弧段JK所在的刀具段滚切齿坯左侧形成端面齿廓QSG的齿根曲线SG；所述右侧齿廓直线段PO所在的刀具段滚切齿坯右侧形成端面齿廓UTG的渐开线段UT，所述右侧齿廓的ON、ML和圆弧段NM所在的刀具段滚切齿坯右侧形成端面齿廓UTG的齿根曲线TG；点S为齿坯端面齿槽左侧渐开线起始点，d_Ff1为齿坯端面齿槽左侧渐开线起始点直径，点T为齿坯端面齿槽右侧渐开线起始点，d_Ff2为齿坯端面齿槽右侧渐开线起始点直径；

第四步，对第三步获得的具有QS、SG、UT、TG端面齿廓的齿坯进行热处理；

第五步，最后磨削齿面使渐开线段QS、渐开线段UT至非完全对称渐开线齿轮的端面渐开线段AB、渐开线段FE，形成非完全对称渐开线齿轮的端面齿槽齿形AB、BG、EG和FE，此时，点B为所述非完全对称渐开线齿轮端面齿槽左侧的渐开线起始点，d_b为非完全对称渐开线齿轮端面齿槽左侧渐开线起始点直径，所述点E为所述非完全对称渐开线齿轮端面齿槽的右侧的渐开线起始点，d_e为非完全对称渐开线齿轮端面齿槽右侧渐开线起始点直径；BG和EG分别为非完全对称渐开线齿轮端面齿槽的左、右侧齿根曲线。

实现上述第二目的的技术方案是：一种专用切齿滚刀，

所述专用切齿滚刀的轴向齿廓由左侧齿廓和右侧齿廓组成，所述左侧齿廓由直线段HI、IJ、KL和圆弧段JK组成；所述右侧齿廓由直线段PO、ON、ML和圆弧段NM组成；

所述直线段HI与轴线Ⅰ的夹角为所述左侧齿廓的主切削刃齿形角α；所述轴Ⅰ为对刀时通过被加工齿轮分度圆圆心且垂直于专用切齿滚刀分度线Ⅱ的轴线；所述直线段IJ与轴线Ⅰ的夹角为左侧齿廓的非造型切削刃齿形角β₁，β₁＜α，且β₁＝7°～14°；所述圆弧段JK与直线段IJ、KL相切于点J和点K；直线段KL平行于专用切齿滚刀分度线Ⅱ；

所述右侧齿廓的直线段PO与轴线Ⅰ的夹角为α；所述直线段ON与轴线Ⅰ的夹角为右侧齿廓的非造型切削刃齿形角β₂，β₂＜α，且β₂＝7°～14°；所述圆弧段NM与直线段ON、ML相切于点N和点M；直线段ML平行于专用切齿滚刀分度线Ⅱ；

所述左侧齿廓具有凸角厚度H₁，所述右侧齿廓具有凸角厚度H₂，允许H₁≠H₂；