[发明专利]一种椭圆弧齿线圆柱齿轮及其加工方法

说明书

本发明公开了齿轮制造技术领域内的一种椭圆弧齿线圆柱齿轮及其加工方法，齿轮任意周向截面都为渐开线齿廓，任意周向截面上的齿厚、齿槽宽、分度圆处的压力角相等，齿线在分度圆柱面上的展开线是对称椭圆弧；本发明中的齿轮承载能力更好。

技术领域

本发明属于齿轮制造技术领域，特别涉及一种椭圆弧齿线圆柱齿轮及其加工方法。

背景技术

圆柱齿轮传动是应用最广泛的动力传动机构，可以通过优化齿线来提高齿轮的传动性能。圆弧齿线圆柱齿轮承载能力大、啮合平稳，重合度大、且无轴向力，对安装误差不敏感，较传统齿轮具有更优秀的传动特性和承载能力。但目前的圆弧齿线圆柱齿轮加工方法不完善，采用旋转刀盘法加工圆弧齿轮，加工效率高，但这种方法加工的圆弧齿轮法向齿槽宽相等，而周向齿槽宽不等，不同周向截面分度圆处齿廓压力角不等，导致齿轮啮合不平稳，噪声较大；由于旋转刀盘刀具两边切削刃到回转中心的半径不等，会导致加工出的凹齿面半径大于凸齿面半径，齿轮副只能实现点接触，限制了弧齿线圆柱齿轮的承载能力。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的在于解决上述现有技术中齿轮承载能力低的技术问题，提供一种椭圆弧齿线圆柱齿轮及其加工方法，本发明中的齿轮承载能力大。

本发明的目的是这样实现的：一种椭圆弧齿线圆柱齿轮，所述齿轮任意周向截面都为渐开线齿廓，任意周向截面上的齿厚、齿槽宽、分度圆处的压力角相等，齿线在分度圆柱面上的展开线是对称椭圆弧。

加工椭圆弧齿线圆柱齿轮的方法，包括以下步骤：

（1）安装好齿坯，根据被加工齿轮的设计参数调整齿坯中心到刀盘的距离；齿坯可沿其轴心作圆周运动和直线运动，实现齿面的展成加工；

（2）将直边刀片一安装在伸缩刀杆上，直边刀片一的切削刃位于刀片一内侧，根据加工椭圆弧齿线圆柱齿轮参数调整刀片相对刀盘回转中心距离，调整好刀盘的安装角，直边刀片一的内切削刃相对刀盘轴心设置一侧所在平面到刀盘轴心之间的最短距离等于椭圆弧齿线的短半轴；

（3）控制刀盘以角度度作旋转运动，齿坯以角速度旋转，同时齿坯相对刀具进行Y方向的相对运动，沿着齿坯径向切入，切削深度达到后，齿坯旋转并以 作X方向直线运动，齿坯分度圆圆周运动的线速度为，之间为展成运动关系，完成一个凸齿面的加工；

（4）加工完 1 个凸齿面后，齿坯进行分度，返回步骤（3）直至所有的凸齿面加工完成为止；

（5）将直边刀片二安装在伸缩刀杆上，直边刀片二的切削刃位于刀片二外侧，根据加工椭圆弧齿线圆柱齿轮参数调整刀具相对刀盘回转中心距离，调整好刀盘的安装角，与加工凸齿面为相反安装角，直边刀片二的外切削刃到刀盘轴心之间的最短距离等于椭圆弧齿线圆柱齿轮齿线的短半轴；

（6）直边刀片二以角速度 旋转运动，齿坯以角速度旋转，同时齿坯相对刀具进行Y方向的相对运动，沿着齿坯径向切入，切削深度达到后，齿坯旋转并以作X方向直线运动，齿坯分度圆圆周运动的线速度为，之间为展成运动关系；

（7）加工完 1 个凹齿面后，齿坯进行分度，返回步骤（6）直至全部凹齿面加工完成为止；

其中，所述Y方向表示从刀片垂直指向齿坯的方向，所述X方向与Y方向垂直，且X方向和Y方向构成的平面与齿坯的端面平行；上述步骤中使用到的加工机构包括安装架，刀盘可转动地连接在安装架上，伸缩刀杆连接在刀盘上，伸缩刀杆向外伸出的一端可用来安装刀片，伸缩刀杆沿着刀盘的轴线方向做往复移动，直边刀片一的切削刃朝内一侧与刀盘的轴线方向平行，直边刀片二的切削刃朝外一侧与刀盘的轴线方向平行，刀盘的轴线方向与Y方向之间的夹角与被加工齿轮分度圆处压力角相同。