[发明专利]一种对角修形斜齿轮点接触磨齿方法

说明书

本发明公开的一种对角修形斜齿轮点接触磨齿方法，采用锥面砂轮点接触展成法原理磨齿，锥面砂轮沿接触线冲程时，工件展成运动与砂轮冲程运动交替进行，冲程运动仅沿接触线去除材料，不改变齿形；砂轮沿轴向冲程时，冲程运动与展成运动同时进行，受修形区域限制，导致每次冲程机床的运动参数都不一同，根据等粗糙度法确定砂轮最优冲程位置及总次数，并基于齿面冲程有限个离散点的加工误差敏感性分析，获得每次冲程的各轴运动参数，锥面砂轮轴截面为直线，加工修正方便，可采用较小直径的砂轮，精准快速的完成任意高精度对角修形斜齿轮、组合人字齿轮的加工。

技术领域

本发明属于齿轮制造技术领域，具体涉及一种对角修形斜齿轮点接触磨齿方法。

背景技术

斜齿轮对角与传统的修形相比，由于修形区域仅为啮入端、啮出端且修形区域较少， 修形后轮齿仍有较大刚度和高重合度，因此提高了承载能力，特别适合解决高速高精度 安装的斜齿轮副的振动与噪音问题。对角修形斜齿轮主要有两种修形齿面，一种为沿瞬时接触线的修形量相等，一种沿接触线的修形量不等，其设计与加工较为困难。刃磨修形后的径向剃齿刀，可实现对角修形斜齿轮的加工，但剃齿精度有限，不适合航空、航 海重要应用场合的大齿宽斜齿轮及人字齿轮。大平面砂轮与斜齿轮瞬时接触线一致，因 此，通过改变展成附加运动，可实现接触线等量修形的对角修形齿面磨齿加工，但砂轮 直径需要足够的大，磨削大齿宽斜齿轮时受限，且易削弱齿根强度。锥面砂轮点接触2 自由度磨齿，较线接触磨齿柔性更高，可以克服上述加工方法的缺点。

砂轮模拟齿条按照展成原理磨齿，为了完成整个齿面的加工，除了展成运动外还需 要增加沿接触线或轴向的冲程运动。当砂轮沿接触线冲程进行对角修形齿面磨齿时，由于修形区域的限制，冲程运动与展成运动交替进行，需要精确的对刀技术。传统的对刀 方法是用砂轮外圆碰齿顶，再根据进刀深度准确对刀至齿根，可以准确控制齿高方向的对刀点，但是无法准确控制齿向方向的对刀点，易产生较大的修形误差；自动对刀技术 涉及接触检测，需要精确地获取齿槽边界位置，较为复杂。当砂轮沿轴向冲程进行对角 修形齿面磨齿时，对刀方式较为容易，但冲程运动与展成运动同时进行，受修形区域限 制，每次冲程机床的运动参数都不相同，导致加工很复杂且繁琐；为了减小冲程次数且 提高触磨齿精度，需要准确确定每次冲程机床运动参数。国内在这方面的相关技术还未 成熟，为了解决斜齿轮、组合人字齿轮的不同对角修形齿面的制造，特提出新的技术方案。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种对角修形斜齿轮点接触磨齿方法，实 现精准快速的完成任意高精度对角修形斜齿轮的加工。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种对角修形斜齿轮点接触磨齿方法，包括以下步骤：

步骤1、根据渐开线齿面与法向修形曲面叠加得到对角修形齿面；

步骤2、锥面砂轮模拟齿条展成磨削渐开线齿面，磨削过程中，齿条的节线和被磨齿轮的节圆作纯滚动，锥面砂轮往复冲程运动，冲程的方向沿顺时接触线或齿的轴向方向，根据接触线长度或齿宽确定往复冲程长度；根据齿轮与齿条啮合原理确定工件的展 成运动；

步骤3、锥面砂轮的冲程运动与工件展成运动交替或同时进行，磨削不同类型斜齿轮的对角修形齿面；

当锥面砂轮沿接触线冲程时，工件展成运动与砂轮冲程运动交替进行，冲程运动仅 沿接触线去除材料，不改变齿形，根据一次冲程位置距离展成起始点的展成角长度，通过反展成运动可快速准确的对刀至啮入点；

当砂轮沿轴向冲程时，冲程运动与展成运动同时进行，根据等粗糙度法确定砂轮最 优冲程位置及总次数，并基于齿面冲程有限个离散点的加工误差敏感性分析，获得每次冲程的各轴运动参数。

优选的，步骤1中斜齿轮对角修形区域包括啮入端和啮出端，根据齿轮承载接触分析确定修形量。

优选的，步骤1中对角修形齿面的位矢表达式如下: