[发明专利]一种磨削摆线齿轮的成形砂轮廓型设计方法

说明书

本发明公开了一种磨削摆线齿轮的成形砂轮廓形设计方法，属于摆线齿轮精密磨削领域。具体步骤如下：首先分析摆线齿轮成形磨削机床的径向进给轴X轴重复定位偏差及工件旋转主轴C轴的旋转偏差；接着根据摆线齿轮廓型，结合机床偏差确定摆线齿轮廓型上对机床偏差最不敏感位置；然后根据摆线齿轮廓型上对机床误差最不敏感位置确定砂轮基本廓型，并根据摆线齿轮一个周期廓型将砂轮基本廓型划分成基础廓型与扩展廓型；最后根据机床偏差对砂轮廓型中的扩展廓型进行优化，最终构成磨削摆线齿轮的成形砂轮廓型。本发明将最大限度抑制成形磨削摆线齿轮廓型上“接痕”的生成，提高成形磨削摆线齿轮廓型精度及平顺度。

技术领域

本发明属于齿轮磨削领域，尤其是摆线齿轮的成形磨削，涉及一种磨削摆线齿轮的成形砂轮的廓型设计方法。

技术背景

摆线齿轮减速器由于具有传动比大、结构紧凑、传动效率高、运转平稳、噪声小等突出优点，被广泛应用在工业机器人、航空航天以及国防工业等领域。磨齿作为摆线齿轮的精密加工工艺，其加工质量直接决定了摆线齿轮的服役性能。

传统范成法磨削摆线齿轮由于受磨齿机链的影响，齿形精度较低，误差达0.01mm，表面粗糙度差，严重影响摆线齿轮副的啮合质量，并且磨削效率低。因此，成形磨削摆线齿轮已取代范成磨削法，成为摆线齿轮精密磨削的主要加工工艺。针对摆线齿轮成形磨削方法：严勇等分析了摆线齿轮的成形磨齿工艺，通过改变工艺参数，大大提高了成形磨齿的使用性。焦文瑞等总结了成形磨削摆线齿轮的修形方式，建立了成形磨削摆线修形齿廓的数学模型；邓效忠等对摆线齿轮成形磨削过程中的温度场进行了研究。

摆线齿轮成形磨削属于断续磨削，通过齿轮的分度实现全齿圈磨削；并且，砂轮廓型直接影响被磨齿轮廓型。受机床误差及热误差等综合影响，在摆线齿轮成形磨削过程中，相邻两齿面间存在“接痕”，极大降低了齿面磨削精度。

发明内容

针对现有方法存在的缺陷，本发明提供了一种磨削摆线齿轮的成形砂轮廓型设计方法，通过确定摆线齿轮廓型上对机床误差最不敏感点，进而确定成形磨削砂轮廓型，并对成形砂轮廓型中的扩展廓型曲线进行优化，最终形成磨削摆线齿轮的成形砂轮廓型。本发明最大程度抑制了摆线齿轮成形磨削中，齿轮廓型上“接痕”的出现，提高了成形磨削摆线齿轮廓型质量。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种磨削摆线齿轮的成形砂轮廓型设计方法，包括如下步骤：

a.分析摆线齿轮成形磨削机床的径向进给轴X轴的重复定位偏差Δx及工件回转主轴C轴的旋转偏差Δc；

b.建立被磨摆线齿轮廓型模型，确定齿根半径r_f、齿顶半径r_a，选取名义半径r_e；结合摆线齿轮廓型、机床X轴及C轴偏差以及被磨摆线齿轮尺寸参数确定被磨摆线齿轮上对机床误差最不敏感点；

c.以被磨摆线齿轮上相邻两个对机床误差最不敏感点为边界，确定成形砂轮基本廓型；

d.以被磨摆线齿轮一个齿廓为单位，将所确定的成形砂轮基本廓型划分成基础廓型与扩展廓型，其中基础廓型即为摆线齿轮的一个齿廓，然后结合机床误差对成形砂轮的扩展廓型进行优化，最终构成磨削摆线齿轮的成形砂轮廓型。

作为本发明的一种优选方案，被磨摆线齿轮名义半径r_e可以任意选取，但需满足以下条件：

r_f＜r_e＜r_a。

作为本发明的另一种优选方案，根据所选取的摆线齿轮名义半径r_e、机床误差Δx、Δc以及摆线齿轮廓型共同确定摆线齿轮廓型上对机床误差最不敏感方向；具体步骤如下：

a.确定旋转偏差Δc所造成的磨削过程中卡廓型的切向偏移距离Δy，Δy＝r_e*Δc；