[发明专利]基于摩擦驱动的大展长齿轮渐开线样板纯滚动展成装置

说明书

本发明属于精密齿轮加工与测试技术领域，涉及基于摩擦驱动的大展长齿轮渐开线样板纯滚动展成装置，用于生成渐开线的加工与测量基准。包括滚动组件、导轨组件和摩擦驱动机构三部分。滚动组件包括大展开长度齿轮渐开线样板、芯轴、样板密珠轴套、大基圆盘、平行套筒、密珠轴套、平垫圈、十字垫圈和锁紧螺母；导轨组件包括底座、基圆盘定位挡板、导轨、挡板、导轨定位板、铜垫片、连接螺钉和紧定螺钉；摩擦驱动机构包括摩擦块、电动直线滑台、立柱滑台、立柱底座、转接板；加工和测量渐开线无原理性误差，可用于1级精度大展开长度齿轮渐开线样板的加工与测量领域，具有良好的市场应用前景与推广价值。

技术领域

本发明属于精密齿轮加工与测试技术领域，涉及一种基于摩擦驱动的大展长齿轮渐开线样板纯滚动展成装置，用于生成渐开线的加工与测量基准。

背景技术

渐开线廓形是目前使用最普遍、加工工艺最成熟的一种齿轮廓形，广泛应用于减/变速器、齿轮刀具、高端装备、工业机器人等各个领域。代表齿轮渐开线最高加工精度的器件是用于齿轮渐开线量值传递基准的齿轮渐开线样板。齿轮渐开线样板是校准各种渐开线测量仪器的标准计量器具，主要用于传递齿轮渐开线参数量值、修正仪器示值和确定仪器示值误差。

发明专利【ZL201510091994.7】公开了一种高精度径向可调式齿轮渐开线样板及其调整方法，提出可以通过调整齿轮渐开线样板在芯轴上的安装偏心，可最多使三个齿面的齿廓倾斜偏差调为一致；发明专利【ZL201610847011.2】公开一种大齿轮渐开线样板，该样板由渐开线样板块、扇形基圆块和辅助支撑球头螺钉组成，虽然该样板结构在用于制作大基圆参数的齿轮渐开线样板具有结构简单。质量小巧的优点，但是由于没有设计回转中心，由基圆盘外圆柱面确定齿轮渐开线样板基圆的中心会带来较大的误差，从而影响了该结构大齿轮渐开线样板的使用精度。专利【ZL201711393983.X】公开了一种自安装基准等公法线齿轮渐开线样板，这种结构的齿轮渐开线样板左右齿面具有等公法线的结构，并且设有基准内孔和基准端面，并且具有轴对称结构，这些特征使该结构的齿轮渐开线样板具有较好的使用性能，易于获得高度加工精度。公开的专利均提到了一种齿轮渐开线样板的新结构，但都均没有涉及加工和检测齿轮渐开线样板的具体装置与方法。

我国现行的齿轮渐开线样板国家标准GB/T 6467-2010规定了齿轮渐开线样板的等级分1级和2级。1级齿轮渐开线样板的齿廓形状公差f_fαT对应于基圆半径r_b≤100mm、100mmr_b≤200mm、200mmr_b≤300mm和300mmr_b≤400mm分别为1.0μm、1.4μm、1.7μm和2.1μm；设计展开长度对应于基圆半径r_b＝100mm、200mm、300mm、400mm应不小于70mm、105mm、140mm和160mm；渐开线齿廓面的表面粗糙度不大于Ra 0.1。我国现行的齿轮渐开线样板鉴定规程JJG 332-2003仅规定了基圆半径r_b≤200mm的齿轮渐开线样板的检测规范和不同基圆半径对应的设计展长长度。大展开长度齿轮渐开线样板特指渐开线展开长度大于100mm的齿轮渐开线样板，目前在国内没有相应的设计、加工检测方法及产品。

在大齿轮样板方面：联邦德国物理技术研究PTB于2009年研制了一种齿顶圆直径1000mm的扇形大齿轮样板，其渐开线的展开长度为120mm，齿廓形状偏差为1.8μm左右，这是公开报道的具有最大展开长度的齿轮渐开线样板；2011年PTB又设计制造了一种齿顶圆直径约为2000mm的大齿圈标准样板，其渐开线的展开长度约为84mm，齿廓形状偏差约为2μm，这是公开报道的具有最大基圆直径的齿轮渐开线样板。我国国家计量院也开发出了直径1m的大齿轮样板，制造精度在4～2级之间。上述的齿轮渐开线标准器，由于渐开线展开长度相对基圆参数偏小，均不满足我国1级精度齿轮渐开线样板的精度要求。

大连理工大学高精度齿轮研究室开发出展开长度为60mm，齿廓形状偏差小于0.5μm的1级精度齿轮渐开线样板，达到我国1级精度齿轮渐开线样板的公差要求。但具有更大展开长度的齿轮渐开线样板没有涉及。