[发明专利]齿向修形斜齿轮蜗杆砂轮磨削时齿面扭曲补偿方法

说明书

本发明涉及一种齿向修形斜齿轮蜗杆砂轮磨削时齿面扭曲补偿方法，解决了蜗杆砂轮磨削带齿向修形的斜齿轮时存在的齿面扭曲问题，在建立齿向修形斜齿轮蜗杆砂轮磨削时的齿面扭曲量计算模型的基础上，根据齿面扭曲量计算蜗杆砂轮修整时的砂轮附加运动量，并在常规的蜗杆砂轮修整运动上叠加附加运动改变砂轮左右齿面的压力角，针对齿面扭曲时齿轮端截面廓形压力角的连续变化趋势，通过连续改变砂轮宽度方向的压力角来补偿齿面扭曲，提高了齿向修形斜齿轮的蜗杆砂轮磨削精度。

技术领域

本发明属于齿轮制造技术领域，具体涉及一种齿向修形斜齿轮蜗杆砂轮磨削时齿面扭曲补偿方法。

背景技术

随着整个机械行业对齿轮性能和传动精度的要求越来越高，传统的齿轮设计和加工精度已经不能满足行业的需求。为满足现代机械传动的高速、重载、低噪声、高寿命等要求，在保证齿轮的加工精度的前提下，需对齿轮进行齿向修形。现有加工方法沿用螺旋齿面的加工原理，通过改变刀具加工运动轨迹的方式实现齿轮的齿向修形。但由于蜗杆砂轮磨固有的运动几何学特性，改变砂轮的磨削轨迹会造成砂轮的磨削路径不再是标准螺旋线，齿向修形时砂轮的附加运动使得砂轮与齿轮的接触线不完全与标准修形齿面重合，导致无法加工出完全符合设计要求的修形螺旋齿面，加工过程中会产生齿面扭曲现象。而且，随着齿向修形量的增大，齿面的扭曲量也会进一步加剧。

目前国外的几大主要蜗杆砂轮磨齿机生产厂商，例如，Kapp,Reishaue,Gleason,Liebherr等都拥有各自的专利方法在实现齿向修形的同时实现对齿面扭曲的控制和补偿，其原理都是通过对蜗杆砂轮进行修整，主动改变蜗杆砂轮的外形从而使磨削过程产生一定的扭曲，并将该扭曲作为补偿量叠加到自然产生的扭曲上，实现对齿面扭曲的控制和补偿。经过特殊修整的蜗杆砂轮在轴向方向的砂轮参数与齿轮宽度方向的修形量之间必须满足严格的对应关系，这将导致砂轮修整程序的复杂化，降低了加工效率。同时，用于齿面扭曲补偿而修整的蜗杆砂轮将不再具有通用性，使得砂轮的利用率明显降低，增大了磨齿加工成本。国内李国龙等通过对蜗杆砂轮磨齿时的接触迹进行分析，提出了一种常用齿向鼓形修形曲线的改进设计方法，仿真结果表明该方法在一定程度上能够减小齿面扭曲现象。

国内虽然对齿向修形斜齿轮加工时产生的齿面扭曲问题进行了一些研究，但我国的蜗杆砂轮磨齿机床还没有完全解决齿面扭曲问题。国外的Reishauer、Gleason等齿轮机床制造商研制的磨齿机床虽然具有齿面扭曲补偿功能，但由于技术封锁的原因导致无法得知其具体的原理及实现过程。齿面扭曲对齿轮传动啮合、噪声及振动特性都有影响，如能控制齿面扭曲，将有效地提高齿向修形斜齿轮的加工精度。

发明内容

本发明的目的就是针对齿向修形斜齿轮蜗杆砂轮磨削时产生的齿面扭曲问题，在建立齿向修形斜齿轮齿面扭曲量计算模型的基础上，在蜗杆砂轮修整过程中，连续地叠加砂轮沿竖直方向及沿径向方向的运动量，实现对蜗杆砂轮压力角的连续改变，最终达到补偿齿向修形斜齿轮蜗杆砂轮磨削时的齿面扭曲误差的目的。

为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：

一种齿向修形斜齿轮蜗杆砂轮磨削时齿面扭曲补偿方法，保持金刚滚轮的位置不变，在常规的蜗杆砂轮修整运动上，叠加沿竖直方向的附加运动量ΔZ及沿径向方向的补偿量ΔX，在砂轮宽度方向上连续地改变蜗杆砂轮的压力角；

蜗杆砂轮沿竖直方向的附加运动量ΔZ是根据当前磨削位置处的齿轮左右齿面廓形压力角误差值计算得到；

其中：