[发明专利]一种用碟形砂轮磨削锥形面齿轮的方法

说明书

本发明涉及一种用碟形砂轮磨削锥形面齿轮的方法，提出针对锥形面齿轮加工的一种方法，锥形面齿轮精密加工的实现，使同轴分扭构型更好地发挥作用，解决了在先进直升机传动系统分扭构型中，不能保证每个支路面齿轮副的齿侧间隙相等的问题，对新型的锥形面齿轮副传动应用于实际具有非常重要的意义。

技术领域

本发明属于面齿轮加工方法领域，具体涉及一种用碟形砂轮磨削锥形面齿轮的方法。

背景技术

在新一代的采用面齿轮的直升机传动系统中，构型采用的是同轴面齿轮分扭设计， 上、下两个面齿轮中间有五个小齿轮，其中两个输入，三个惰轮。由于省去了圆柱齿 轮汇流级，功重比进一步提高40％，噪音降低15dB以上。该构型对面齿轮副提出了 更高的要求，为了保证面齿轮同轴分扭构型的有效性，两个输入小齿轮支路之间和三 个惰轮支路之间所传递的载荷应近似相等。已有研究表明不同支路的载荷与该支路面 齿轮副的齿侧间隙密切相关。

然而，在面齿轮同轴分流传动的新型直升机传动系统中，由于制造和安装误差的存在，并不能保证每个支路面齿轮副的齿侧间隙相等，这就需要研究一种新型的面齿 轮来解决上述问题，本发明研究一种锥形面齿轮的加工方法。

将锥形面齿轮副从设计分析走向实际应用最关键的因素是提高其轮齿齿面精度。磨削是保证齿面高精度的最常用和最有效的措施。锥形渐开线齿轮的刀具相对常见， 而与之配合的锥形面齿轮齿面的齿向形状较为复杂，磨削方法至今未见相关研究的公 开发表。

发明内容

本发明解决的技术问题是：本发明提出一种基于碟形砂轮的锥形面齿轮点对点磨削方法，该方法可以根据磨削精度要求，确定碟形砂轮的磨削路径，该方法实现了锥 形面齿轮磨齿加工，同时适用于常规面齿轮以及修形面齿轮齿面的磨削。

本发明的技术方案是：一种用碟形砂轮磨削锥形面齿轮的方法，包括以下步骤：

步骤一：磨削前碟形砂轮刀具的获得，包括以下子步骤：

子步骤1：定义碟形砂轮齿面刀具几何形状，定义碟形砂轮的齿廓形状的获得与虚拟锥形渐开线齿轮刀具在小端的几何形状完全一致，碟形砂轮的顶厚t_g要小于等于 虚拟刀具大端齿廓的顶厚t_l

子步骤2：碟形砂轮刀具由金刚滚轮修整得到其截面形状；

步骤二：碟形砂轮磨削前被磨削点的确定：定义锥形渐开线齿轮刀具与锥形面齿轮的一部分瞬时接触线作为锥形面齿轮齿面上的磨削路径。锥形渐开线齿轮刀具和锥 形面齿轮的啮合线(共U条)构成了网格面齿轮齿廓方向的横向网格线；锥形面齿轮 齿向方向的网格线是一组沿齿向等距分布的平行直线(共V条)，它们形成的每一个 交点将会被作为磨削目标点；

步骤三：在机床上安装锥形面齿轮，碟形砂轮安装于机床主轴上，将碟形砂轮移动至锥形面齿轮齿槽处的对刀位置，完成对刀；

步骤四：锥形面齿轮的磨削加工，包括以下子步骤：

子步骤1：建立磨削坐标系，定义磨削方法：确定面齿轮齿面上每一个被磨削点上，碟形砂轮和面齿轮之间的运动关系，从最靠近面齿轮齿顶的一条磨削路径至最靠 近面齿轮齿面公切线的磨削路径，沿逐条路径依次磨削，即可完成面齿轮单个齿面的 磨削。完成一个齿面的磨削后，将面齿轮分度至下一个齿槽，进行下一个齿面的磨削。 重复上述过程，直至面齿轮所有齿面全部被磨出。

子步骤2：磨削残差的计算

为了获得包络残差λ的值，首先要计算出T点在面齿轮坐标系下的坐标。在面齿轮坐标 系S₂下，T点坐标可表示为：

式中：