[发明专利]椭圆齿轮剃、珩齿工作原理及其机床

说明书

本发明属于非圆齿轮制造工艺及其机床设计的技术领域。

用一对椭圆齿轮传动，可以实现主动机构和从动机构间的非线性关系。与连杆机构和凸轮机构相比较，它又有传动平稳、结构紧凑、能实现连续的单向循环运动等许多优点。因此，在各类机械传动中正越来越广泛地得到应用。

中、高精度级的椭圆齿轮难以制造，长期以来一直未能很好地解决，也很大程度地阻碍了椭圆齿轮传动机构的应用和发展。尽管数控机床的发展，为实现普通滚刀或插齿刀与椭圆齿轮节曲线共轭提供了条件和实例。但是，仍还缺少进一步提高滚齿或插齿后椭圆齿轮精度和齿廓表面粗糙度的工艺方法和设备。

本发明的目的是为了解决上述问题而设计一种剃齿和珩齿的工作原理及其机床。利用这种原理及其机床，对经滚齿或插齿后且留有一定加工余量的椭圆齿轮进行精加工，能有效地提高椭圆齿轮的精度和齿廓表面粗糙度。

本发明的内容包括椭圆齿轮剃齿和珩齿的工作原理及其椭圆齿轮剃齿机和椭圆齿轮珩齿机传动系统的设计方案。

本发明椭圆齿轮剃齿或珩齿的工作原理为：

1、一留有剃齿或珩齿余量的椭圆齿轮在垂直于自身轴线的平面内作既公转又自转的行星运动，且公转运动与自转运动的方向一致。

2、公转运动轴线与自转运动轴线互相平行，且自转运动的角速度始终为公转运动角速度的 1/2 ，两运动轴线的距离等于椭圆齿轮节曲线长半轴a与短半轴b之差的 1/2 。

3、椭圆齿轮与一可自由转动的盘形外啮合剃齿刀或珩磨齿轮形成一对无侧隙的螺旋齿轮正确啮合，并使齿轮刀具和椭圆齿轮啮合齿面间沿螺旋线的切线方向有相对滑动。

4、椭圆齿轮中心轴线即自转运动轴线。当椭圆齿轮与齿轮刀具的啮合节点在其自转运动轴线和公转运动轴线之间最短连线的延伸线上时，该啮合节点在椭圆齿轮节曲线的长半轴（见附图1）上或短半轴（见附图2）上。

5、加工时，使齿轮刀具沿工件轴向有往复运动。沿工件径向或切向有进给运动。

本发明椭圆齿轮剃齿或珩齿的工作原理其主要特点是让被加工椭圆齿轮在运动过程中其节曲线连续经过一定点，并使该定点成为被加工椭圆齿轮与一可自由转动的盘形外啮合剃齿刀或珩磨齿轮形成一对无侧隙的螺旋齿轮正确啮合的节点，从而实现被加工椭圆齿轮节曲线与齿轮刀具节曲线的共轭。

本发明椭圆齿轮剃齿机或珩齿机由作为主体运动的行星运动机构、切削装置及其往复运动机构、切削进给机构所组成。

作为主体运动的行星运动机构可以由一偏心轮与行星齿轮传动机构组合而成。或者由一偏心轮与十字滑块行星传动机构组合而成。或者由一偏心轮与销轴式行星传动机构组合而成。

附图3为由偏心轮与行星齿轮传动机构相组合构成行星运动机构的机床传动系统图。

本发明椭圆齿轮剃齿机或珩齿机工作台的公转运动传动路线是：电动机（1）通过变速机构（2），再通过蜗杆（5）、蜗轮（6）以及轴（7），使置于工作台（17）中心的偏心轮（8）转动，于是，工作台（17）在偏心轮（8）作用下作公转运动，且偏心轮（8）每转一周，工作台（17）也公转一周。

本发明椭圆齿轮剃齿机或珩齿机工作台的自转运动传动路线是：当偏心轮（8）转动时，与偏心轮（8）相固联的曲柄（13）便带动一对相互啮合的齿轮（15）、（16）作行星运动，由于齿轮（16）又与工作台（17）上的内齿轮啮合，齿轮（15）又与固定在床身（27）上的齿轮（12）啮合，因此，当齿轮（16）作行星运动时，与之相啮合的工作台（17）便作自转运动。当齿轮（12）的齿数为工作台（17）上的内齿轮齿数的 1/2 ，则偏心轮（8）每转一周，工作台（17）也按同方向自转 1/2 周。

当调整偏心轮（8）的偏心距时，可以实现齿轮刀具与各种偏心率的椭圆齿轮节曲线共轭。在调整偏心轮（8）的偏心距时，为了使齿轮（15）仍能与齿轮（12）、（16）同时啮合，应调整轴（14）在曲柄（13）上的坐标位置。

本发明椭圆齿轮剃齿机或珩齿机的切削装置由滑台（30）、刀架（33）、刀杆（34）所组成。齿轮刀具（35）固定在刀杆（34）上，并与工件（36）相啮合。刀杆（34）可在刀架（33）上绕自身轴线自由转动。在滑台（30）上固联丝杠螺母（32），通过手动丝杠（31）或在液压油缸（28）的作用下，可实现切削装置沿立柱（29）上导轨作直线往复运动。

在立柱（29）上固联着丝杠螺母（26），通过与行星运动机构相联结的变速机构（21），以及离合器（22）、齿轮（23）、（24），可实现立柱（29）沿工件（36）径向或切向的直线运动，从而实现切削装置沿工件（36）径向或切向的进给运动。