[发明专利]一种变双曲圆弧齿线圆柱齿轮加工装置及方法

说明书

本发明的一种变双曲圆弧齿线圆柱齿轮加工装置，用于加工变双曲圆弧齿线圆柱齿轮，包括切削机构和夹持机构，所述切削机构包括刀具、滑动组件和滑轨，所述滑动组件上设置有刀具固定板，所述多个刀具安装在刀具固定板上，所述滑动组件与滑轨滑动连接，所述滑轨整体呈圆弧形，所述滑动组件与驱动机构连接，所述驱动机构带动滑动组件沿滑轨实现匀速往复运动，所述刀具在刀具固定板上可以沿滑轨的径向方向调整，所述夹持机构上装夹齿坯，所述夹持机构带动齿坯转动，同时带动齿坯实现切向进给运动。本发明的加工装置可实现变双曲圆弧齿线圆柱齿轮的工业化应用，提高加工精度和加工效率，降低投入成本。

技术领域

本发明涉及机械加工领域，尤其涉及一种变双曲圆弧齿线圆柱齿轮加工装置及方法。

背景技术

从圆弧齿线圆柱齿轮出现以来，国内外众多学者已对其展开了大量研究。然而，由于加工方式、刀具种类的不同，与之对应的圆弧齿线圆柱齿轮的几何特征和啮合特性也不尽相同。现有技术在对周向等厚的圆弧齿线圆柱齿轮加时，将刀片固定在刀架上，回转过程中使刀片的工作基面法向始终保持不变。按此平动方法加工得到的圆弧齿线圆柱齿轮，其齿厚处处相等，各截面齿廓均为渐开线，由该齿轮组成的齿轮副在进行传动时始终为凸对凸接触，且为线接触，对安装误差十分敏感。在实际应用过程中可能出现偏载或卡死等问题，无法满足高精度应用场景。

变双曲圆弧齿线圆柱齿轮是一种能满足重载、高精度要求的新型齿轮。如图1-2所示，其齿线在齿宽方向上为空间圆弧线，中截面齿廓为渐开线，其余各截面齿廓为均匀变化的双曲线族的包络线，齿轮的周向齿厚不等，沿中截面对称呈均匀性变化。相比于斜齿轮和上述专利中提到的圆弧齿轮，变双曲圆弧齿线圆柱齿轮不存在轴向推力，对于安装误差敏感度较低，具有更强的承载能力。

对于变双曲圆弧齿线圆柱齿轮的加工来说，目前尚无这种新型齿轮加工方法的记载。早前利用高档数控机床加工是一种典型的近似加工，主要采用插补进行相应的制造，因此存在原理误差。

发明内容

基于上述技术问题，本发明提出的变双曲圆弧齿线圆柱齿轮加工装置及加工方法，可方便精确的加工出变双曲圆弧齿线圆柱齿轮加工，解决了该种齿轮在工业上大规模应用难的问题。

本发明所采用的具体技术方案是：一种变双曲圆弧齿线圆柱齿轮加工装置，用于加工变双曲圆弧齿线圆柱齿轮，包括切削机构和夹持机构，所述切削机构包括刀具、滑动组件和滑轨，所述滑动组件上设置有刀具固定板，所述刀具为多个，所述多个刀具安装在刀具固定板上，所述滑动组件与滑轨滑动连接，所述滑轨整体呈圆弧形，所述滑动组件与驱动机构连接，所述驱动机构带动滑动组件沿滑轨实现匀速往复运动，所述刀具在刀具固定板上可以沿滑轨的径向方向调整，所述夹持机构上装夹齿坯，所述夹持机构带动齿坯转动，同时带动齿坯实现切向进给运动。

进一步的，所述轨道上安装有多组滑动组件，所述多组滑动组件之间可实现同步运动，同时安装多组刀具，提高加工效率；

进一步的，所述滑动组件的侧面或底面设置有多个滚动件，所述多个滚动件与滑轨相接触，实现滚动摩擦，确保了滑动组件运动无阻滞。

进一步的，所述滑轨具有滑槽，所述滑动组件滑动设置在所述滑槽内，滑动组件设置在滑槽内可以更好的确保刀具的按照预定的运动轨迹运行。

进一步的，所述滑槽的侧壁设置有凹槽一，所述滑动组件还具有保持架，所述滚动件设置在保持架上，所述滚动件与凹槽一滚动接触。

进一步的，所述滚动件为滚珠或圆柱辊子。

进一步的，所述刀具为齿形金属刀具或是砂轮。

进一步的，所述驱动机构为液压缸，所述液压缸连接在滑动机构的侧面。

还提供一种变双曲圆弧齿线圆柱齿轮加工方法，使用的是前述的加工装置，具体步骤为：

步骤1：根据齿坯的尺寸等相关参数对夹持机构进行调整，使所述夹持机构完成对齿坯的装夹；