[发明专利]用误差补偿法进行剃齿刀齿形修形的方法

摘要

本发明是一种用误差补偿法进行剃齿刀齿形修形的方法。该方法首先通过实测剃齿刀的跨棒高HOP，求出剃齿刀实际的法向分圆弧齿厚，再根据螺旋齿轮无侧隙啮合的关系公式，求解超越方程，从而精确求出了剃齿刀端面啮合角α_t0′和啮合线长L，保证了螺旋齿轮无侧隙啮合点曲率半径对应关系式(I)的准确性；通过公式(II)计算各点修行量；并将计算结果依次对应叠加到前一次修行曲线中。从而消除了影响修形曲线不准确的重要因素。本发明可将剃齿刀反复修形和试剃次数降低至2～3次。

主权项

1、一种用误差补偿法进行剃齿刀齿形修形的方法，其步骤如下：1.01、按剃齿刀(O₀)工装编号和被剃齿轮(O₁)零件编号标识相互啮合的一对剃齿刀和被剃齿轮，得出该剃齿刀和被剃齿轮的一个标识号，再实时检测该剃齿刀(O₀)的跨棒高(HOP)值，然后向计算程序中输入该剃齿刀(O₀)和被剃齿轮(O₁)的已知相关参数：剃齿刀(O₀)的已知相关参数是：齿数Z₀、法向模数m_n、分圆法向压力角α_n、分圆螺旋角β₀、基圆螺旋角β_b0、基圆直径d_b0、法向分圆弧齿厚其中法向分圆弧齿厚根据实时检测的剃齿刀跨棒高(HOP)、量棒直径d_p0、剃齿刀预磨削量和剃齿刀轴孔直径D₀求出；被剃齿轮(O₁)的已知相关参数是：齿数Z₁、法向模数m_n、分圆法向压力角α_n、分圆螺旋角β₁、基圆螺旋角β_b1、基圆直径d_b1、法向分圆弧齿厚最小有效渐开线起始点曲率半径ρ_min1，剃齿超越量Δl；1.02、用计算程序计算啮合线长L的精确值；1.021、根据已知的螺旋齿轮无侧隙啮合的关系公式(1)，求解剃齿刀端面啮合角α_t1′和被剃齿轮端面啮合角α_t0′：将剃齿刀端面啮合角α_t0′与被剃齿轮端面啮合角α_t1′的已知关系公式(2)代入公式(1)：αt1′=arcsin(sinαt0′cosβb0cosβb1)---(2)]]>则公式(1)成为剃齿刀端面啮合角α_t0′一个未知参数的方程式，用牛顿叠代法解超越方程式(1)，求出剃齿刀端面啮合角α_t0′的精确值，同时，根据公式(2)求出被剃齿轮的端面啮合角α_t1′的精确值；1.022、根据几何关系公式(3)计算啮合线长L的精确值：L=12(db1tgαt1′cosβb1+db0tgαt0′cosβb0)---(3);]]>1.03、验算剃齿刀(O₀)的外圆直径是否满足正常啮合要求：1.031、实测剃齿刀的外圆直径d_a0，用已知公式(4)计算剃齿刀最大曲率半径：ρmaxa0=da02-db02/2---(4)]]>1.032、根据已知公式(5)计算剃齿刀实际剃齿起始点的曲率半径值ρ_min1′：ρmin′=(L-ρmaxa0cosβb0)cosβb1---(5)]]>1.033、验算ρ_min1′值是否满足公式(6)：ρmin1′=ρmin1-Δl---(6)]]>如果未满足，需修磨剃齿刀外圆或齿厚，使ρ_min1′满足公式(6)。1.04、用理论渐开线齿廓的剃齿刀试剃齿；1.05、实测被剃齿轮的齿廓，并用理论渐开线齿廓与实测被剃齿轮的齿廓比较，给出第一次误差报告；1.06、根据第一次误差报告，确定被剃齿轮齿廓(41)与理论渐开线齿廓(40)的偏差位置点(A₁₁、B₁₁、C₁₁、D₁₁、E₁₁……)，并读出各偏差位置点的曲率半径值(ρ_A11、ρ_B11、ρ_C11、ρ_D11、ρ_E11……)及各偏差位置点与理论渐开线齿廓上对应点的曲率半径偏差值(Δρ_A11、Δρ_B11、Δρ_C11、Δρ_D11、Δρ_E11……)；1.07、计算被剃齿轮齿廓上各偏差位置点对应在剃齿刀齿廓上各啮合点的曲率半径值及剃齿刀齿廓上各啮合点与理论渐开线齿廓上对应点的齿形修形补偿量值：1071、先根据上步读出的被剃齿轮的各曲率半径值(ρ_A11、ρ_B11、ρ_C11、ρ_D11、ρ_E11……)，用公式(7)分别计算出对应于剃齿刀齿廓上各啮合点的曲率半径值(ρ_E01′、ρ_D01′、ρ_C01′、ρ_B01′、ρ_A01′……)：ρδ0N′=[L-ρδ1Ncosβb1]cosβb0---(7)]]>式中下标δ0、δ1分别表示剃齿刀和被剃齿轮的对应啮合点，δ＝A、B、C、D或E……；N表示重剃次数，N＝1，2，3……；1.072、根据上步读出的曲率半径偏差值(Δρ_A11、Δρ_B11、Δρ_C11、Δρ_D11、Δρ_E11……)，用公式(8)计算出剃齿刀上各啮合点与其理论渐开线齿廓上对应点的齿形修形补偿量值(Δρ_E01′、Δρ_D01′、Δρ_C01′、Δρ_B01′、Δρ_A01′……)：Δρδ0N′=-κΔρδ1Ncosβb0/cosβb1---(8)]]>式中κ为修形量修正系数，当N＝1时κ＝0.5；当N≥2时κ＝0.75。1.08、用上步求出的对应于剃齿刀齿廓上各啮合点的曲率半径值和剃齿刀上各啮合点与其理论渐开线齿廓上对应点的齿形修形补偿量值绘制出剃齿刀的第一次修形曲线(43)，根据该修形曲线磨出第一次修形的剃齿刀；1.09、用第一次修形的剃齿刀剃齿；1.10、再次实测被剃齿轮的齿廓，并用理论渐开线齿廓与实测被剃齿轮的齿廓比较，给出第二次误差报告，根据第二次误差报告检测被剃齿轮齿廓是否满足误差要求，如果满足，即修形完成，如果不满足，重复以上1.06、1.07步骤，然后在剃齿刀上一次修形曲线(43)上进行各对应啮合点齿形修形补偿量的叠加，产生新的修形曲线，根据新的修形曲线重磨剃齿刀；1.11、用重磨的剃齿刀再次剃齿，并用理论渐开线齿廓与实测被剃齿轮的齿廓比较，给出第三次误差报告，检测其是否满足误差要求，如果还不满足，根据第三次误差报告，再重复1.06、1.07步，用计算出的结果在第二次修形曲线上再次进行各对应啮合点齿形修形补偿量的叠加，从而得到剃齿刀的第三次修形曲线，再重复1.09、1.10步，给出第四次误差报告，其误差检测结果通常可满足误差要求；1.12、将最终确定的剃齿刀O₀的修行曲线进行存储，并用第一步提供的剃齿刀和被剃齿轮的标识号和实时测量剃齿刀的跨棒高HOP值作为提取该修形曲线的标识号。