專利名稱：二次包絡(luò)環(huán)面蝸輪滾刀側(cè)后角面的設(shè)計方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種二次包絡(luò)環(huán)面蝸輪滾刀側(cè)后角面的設(shè)計方法，屬于環(huán)面蝸輪滾刀的設(shè)計方法。特別涉及一種包絡(luò)環(huán)面蝸輪滾刀側(cè)后角面的設(shè)計方法，以便滿足包絡(luò)環(huán)面蝸輪滾刀側(cè)后角面的數(shù)控加工需求。
背景技術(shù)：
與圓柱蝸桿傳動比較，環(huán)面蝸桿傳動承載能力強、體積小、傳動效率高、使用壽命長，廣泛用于礦冶、石化、起重運輸、船舶、動力和輕工機械的傳動裝置，尤其是平面、雙錐面等的二次包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動，比直廓環(huán)面蝸桿傳動，具有更優(yōu)越的性能。但是，用于滾切蝸輪的二次包絡(luò)環(huán)面蝸輪滾刀的制作十分復(fù)雜，且難于制作，因為二次包絡(luò)環(huán)面蝸輪滾刀與二次包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動的蝸桿具有相同的螺旋面，其每個刀齒兩側(cè)的刃口都是不同的曲線，刃口曲線上每點在滾刀螺旋面上螺旋角都不一樣，而且每個刀齒上需要保留寬度為
0.1-ο.2mm的二次包絡(luò)環(huán)面蝸桿蝸輪滾刀螺旋面作為刀刃帶，并磨削后角角度為6_8°的側(cè)后角面，因此，側(cè)后角面的形狀未知。為了解決二次包絡(luò) 環(huán)面蝸輪滾刀側(cè)后角面的加工，中國專利(ZL93120467.4)按每個刀齒的法向截形修整砂輪，按螺旋進給，采用磨削的方法加工側(cè)后角面，以控制刀刃帶寬度，但磨削每個刀齒時需要修整不同的砂輪截形，而且側(cè)后角面角度不能保證一致；中國專利(ZL201010104684.1)和中國專利(申請?zhí)?01110206581.0)通過改變滾刀和砂輪所在工作臺的傳動比磨削側(cè)后角面，分別采用圓臺形砂輪磨頭和錐度壓磨塊支撐的斜平面砂輪，但刃帶寬度和側(cè)后角面角度不能保證一致。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要提供一種二次包絡(luò)環(huán)面蝸輪滾刀側(cè)后角面的設(shè)計方法，為實現(xiàn)二次包絡(luò)環(huán)面蝸輪滾刀側(cè)后角面的數(shù)控加工提供側(cè)后角面的形狀設(shè)計。為了達到本發(fā)明的目的所采取的技術(shù)方案包括二次包絡(luò)環(huán)面蝸輪滾刀的每個刀齒由齒頂環(huán)面1、齒根環(huán)面2、前刀面3、后刀面4、右側(cè)螺旋面5、左側(cè)螺旋面6、右側(cè)后角面
7、左側(cè)后角面8構(gòu)成，前刀面3與右側(cè)螺旋面5和左側(cè)螺旋面6的交線分別為右側(cè)刃口 9和左側(cè)刃口 10 ;按照給定的刀刃帶寬度，分別在右側(cè)螺旋面5和左側(cè)螺旋面6上得到右側(cè)后角面起始線11和左側(cè)后角面起始線12，右側(cè)螺旋面5在右側(cè)刃口 9和右側(cè)后角面起始線11之間的部分為右側(cè)刃帶面13，左側(cè)螺旋面6在左側(cè)刃口 10和左側(cè)后角面起始線12之間的部分為左側(cè)刃帶面14 ;按右側(cè)螺旋面5和左側(cè)螺旋面6的形成原理，分別求得右側(cè)后角面起始線11上各點在右側(cè)螺旋面5上的右側(cè)螺旋面導(dǎo)程角、左側(cè)后角面起始線12上各點在左側(cè)螺旋面6上的左側(cè)螺旋面導(dǎo)程角，根據(jù)給定的后角面角度，通過增減后角面角度，分別得到右側(cè)后角面起始線11上各點在右側(cè)后角面7上的右側(cè)后角面導(dǎo)程角、左側(cè)后角面起始線12上各點在左側(cè)后角面8上的左側(cè)后角面導(dǎo)程角；由右側(cè)后角面導(dǎo)程角和左側(cè)后角面導(dǎo)程角，分別求得右側(cè)后角面起始線11上各點所對應(yīng)的二次包絡(luò)環(huán)面蝸輪滾刀的環(huán)面轉(zhuǎn)角和軸向轉(zhuǎn)角的比值即右側(cè)后角面成形傳動比、左側(cè)后角面起始線12上各點所對應(yīng)的二次包絡(luò)環(huán)面蝸輪滾刀的環(huán)面轉(zhuǎn)角和軸向轉(zhuǎn)角的比值即左側(cè)后角面成形傳動比；按照右側(cè)后角面成形傳動比和左側(cè)后角面成形傳動比，轉(zhuǎn)動二次包絡(luò)環(huán)面蝸輪滾刀，可分別求得右側(cè)后角面7上的右側(cè)曲線族15和左側(cè)后角面8上的左側(cè)曲線族16，從而得到右側(cè)后角面7和左側(cè)后角面8 (如圖)。本發(fā)明的有益效果在于，根據(jù)得到的二次包絡(luò)環(huán)面蝸輪滾刀的右側(cè)后角面7和左側(cè)后角面8，可以采用數(shù)控機床按曲面加工的方法加工出二次包絡(luò)環(huán)面蝸輪滾刀的兩側(cè)后角面，實現(xiàn)二次包絡(luò)環(huán)面蝸輪滾刀兩側(cè)后角面的數(shù)控加工，得到需要的刃帶寬和側(cè)后角角度的二次包絡(luò)環(huán)面蝸輪滾刀。


圖1為二次包絡(luò)環(huán)面蝸輪滾刀的單個刀齒的兩側(cè)后角面形成示意圖；圖2為二次包絡(luò)環(huán)面蝸輪滾刀的單個刀齒含兩側(cè)螺旋面時的示意圖；圖3為二次包絡(luò)環(huán)面蝸輪滾刀的單個刀齒含兩側(cè)螺旋面和兩側(cè)后角面起始線的示意圖；圖4為二次包絡(luò)環(huán)面蝸輪滾刀的單個刀齒的兩側(cè)后角面示意圖。
具體實施例方式下面根據(jù)附圖對本發(fā)明的實施例進行描述。圖1為二次包絡(luò)環(huán)面蝸輪滾刀的單個刀齒的兩側(cè)后角面形成的示意圖，該二次包絡(luò)環(huán)面蝸輪滾刀用于滾切平面二次包絡(luò)環(huán)面蝸桿副的蝸輪，平面二次包絡(luò)環(huán)面蝸桿副的參數(shù)為:中心距a=225mm,右 旋蝸桿的頭數(shù)z-2,蝸輪齒數(shù)z2=64,傳動比i12=32,蝸桿分度圓直徑(I1=SOmm,蝸輪分度圓直徑d2=370mm。按平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿的原理，可以得到滾刀的單個刀齒的齒頂環(huán)面1、齒根環(huán)面
2、右側(cè)螺旋面5和左側(cè)螺旋面6，開直容屑槽后，得到每個刀齒的前刀面3和后刀面4，前刀面3分別與右側(cè)螺旋面5和左側(cè)螺旋面6的交線為右側(cè)刃口 9和左側(cè)刃口 10。此時，二次包絡(luò)環(huán)面蝸輪滾刀的單個刀齒含兩側(cè)螺旋面，如圖2示。按照給定的刀刃帶寬度e=0.2mm,分別在右側(cè)螺旋面5和左側(cè)螺旋面6上得到右側(cè)后角面起始線11和左側(cè)后角面起始線12，右側(cè)螺旋面5在右側(cè)刃口 9和右側(cè)后角面起始線11之間的部分為右側(cè)刃帶面13，左側(cè)螺旋面6在左側(cè)刃口 10和左側(cè)后角面起始線12之間的部分為左側(cè)刃帶面14。此時，二次包絡(luò)環(huán)面蝸輪滾刀的單個刀齒含兩側(cè)螺旋面和兩側(cè)后角面起始線，如圖3示。按右側(cè)螺旋面5和左側(cè)螺旋面6的平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿螺旋面的形成原理，分別求得右側(cè)后角面起始線11上各點在右側(cè)螺旋面5上的右側(cè)螺旋面導(dǎo)程角λ 1、左側(cè)后角面起始線12上各點在左側(cè)螺旋面6上的左側(cè)螺旋面導(dǎo)程角λ 2，各個刀齒在從齒頂環(huán)面I到齒根環(huán)面2的不同環(huán)面上的右側(cè)螺旋面導(dǎo)程角X1和左側(cè)螺旋面導(dǎo)程角λ2都不一樣。根據(jù)給定的后角面角度入=6。，通過增減后角面角度，分別得到右側(cè)后角面起始線11上各點在右側(cè)后角面7上的右側(cè)后角面導(dǎo)程角λ 3= λ A λ、左側(cè)后角面起始線12上各點在左側(cè)后角面8上的左側(cè)后角面導(dǎo)程角λ4=λ2-λ。
由右側(cè)后角面導(dǎo)程角λ 3和左側(cè)后角面導(dǎo)程角λ4，根據(jù)^=21^&11入3;4/(12，求得右側(cè)后角面起始線11上各點所對應(yīng)的二次包絡(luò)環(huán)面蝸輪滾刀的環(huán)面轉(zhuǎn)角和周向轉(zhuǎn)角的比值即右側(cè)后角面成形傳動比idgl、左側(cè)后角面起始線12上各點所對應(yīng)的二次包絡(luò)環(huán)面蝸輪滾刀的環(huán)面轉(zhuǎn)角和周向轉(zhuǎn)角的比值即左側(cè)后角面成形傳動比idg2，其中R1為右側(cè)后角面起始線11上各點和左側(cè)后角面起始線12上各點的回轉(zhuǎn)半徑；按照右側(cè)后角面成形傳動比idgl和左側(cè)后角面成形傳動比idg2，轉(zhuǎn)動二次包絡(luò)環(huán)面蝸輪滾刀，可分別求得右側(cè)后角面7上右側(cè)曲線族15 (圖1中只繪制出3條)和左側(cè)后角面8上左側(cè)曲線族16 (圖1中只繪制出3條)。由右側(cè)曲線族15可得右側(cè)后角面7，由左側(cè)曲線族16可得左側(cè)后角面8，即二次包絡(luò)環(huán)面蝸輪滾刀的單個刀齒的兩側(cè)后角面，如圖4示。根 據(jù)設(shè)計出的二次包絡(luò)環(huán)面蝸輪滾刀的單個刀齒的兩側(cè)后角面，可以采用數(shù)控機床按曲面加工的方法加工出二次包絡(luò)環(huán)面蝸輪滾刀的兩側(cè)后角面，得到需要的刃帶寬和側(cè)后角角度的二次包絡(luò)環(huán)面蝸輪滾刀。
權(quán)利要求
1.二次包絡(luò)環(huán)面蝸輪滾刀側(cè)后角面的設(shè)計方法，其特征在于，包括:二次包絡(luò)環(huán)面蝸輪滾刀的每個刀齒由齒頂環(huán)面(I)、齒根環(huán)面(2)、前刀面(3)、后刀面(4)、右側(cè)螺旋面(5)、左側(cè)螺旋面(6)、右側(cè)后角面(7)、左側(cè)后角面(8)構(gòu)成，前刀面(3)與右側(cè)螺旋面(5)和左側(cè)螺旋面(6)的交線分別為右側(cè)刃口(9)和左側(cè)刃口( 10);按照給定的刀刃帶寬度，分別在右側(cè)螺旋面(5)和左側(cè)螺旋面(6)上得到右側(cè)后角面起始線(11)和左側(cè)后角面起始線(12)，右側(cè)螺旋面(5)在右側(cè)刃口(9)和右側(cè)后角面起始線(11)之間的部分為右側(cè)刃帶面(13)，左側(cè)螺旋面(6)在左側(cè)刃口(10)和左側(cè)后角面起始線(12)之間的部分為左側(cè)刃帶面(14);按右側(cè)螺旋面(5)和左側(cè)螺旋面(6)的形成原理，分別求得右側(cè)后角面起始線(11)上各點在右側(cè)螺旋面(5)上的右側(cè)螺旋面導(dǎo)程角、左側(cè)后角面起始線(12)上各點在左側(cè)螺旋面(6)上的左側(cè)螺旋面導(dǎo)程角，根據(jù)給定的后角面角度，通過增減后角面角度，分別得到右側(cè)后角面起始線(11)上各點在右側(cè)后角面(7)上的右側(cè)后角面導(dǎo)程角、左側(cè)后角面起始線(12)上各點在左側(cè)后角面(8)上的左側(cè)后角面導(dǎo)程角；由右側(cè)后角面導(dǎo)程角和左側(cè)后角面導(dǎo)程角，分別求得右側(cè)后角面起始線(11)上各點所對應(yīng)的二次包絡(luò)環(huán)面蝸輪滾刀的環(huán)面轉(zhuǎn)角和軸向轉(zhuǎn)角的比值即右側(cè)后角面成形傳動比、左側(cè)后角面起始線(12)上各點所對應(yīng)的二次包絡(luò)環(huán)面蝸輪滾刀的環(huán)面轉(zhuǎn)角和軸向轉(zhuǎn)角的比值即左側(cè)后角面成形傳動比；按照右側(cè)后角面成形傳動比和左側(cè)后角面成形傳動比，轉(zhuǎn)動二次包絡(luò)環(huán)面蝸輪滾刀，可分別求得二次包絡(luò)環(huán)面蝸輪滾刀的右側(cè)后角面(7)上的右側(cè)曲線族(15)和左側(cè)后角面(8)上的左側(cè)曲線族(16)，由右側(cè)曲線族 (15)得到右側(cè)后角面(7)，由左側(cè)曲線族(16)得到左側(cè)后角面(8)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種二次包絡(luò)環(huán)面蝸輪滾刀側(cè)后角面的設(shè)計方法，屬于環(huán)面蝸輪滾刀的設(shè)計方法。按照給定的刀刃帶寬度，得到每個刀齒兩側(cè)刃帶面和兩側(cè)后角面起始線；按滾刀螺旋面的形成原理，分別求得兩側(cè)后角面起始線上各點的螺旋面導(dǎo)程角，根據(jù)給定的后角面角度，得到兩側(cè)后角面起始線上各點的后角面導(dǎo)程角；由后角面導(dǎo)程角，分別求得兩側(cè)后角面起始線上各點的后角面成形傳動比；按照后角面成形傳動比，可分別求得右側(cè)后角面上的右側(cè)曲線族和左側(cè)后角面上的左側(cè)曲線族，從而得到兩側(cè)后角面。為實現(xiàn)二次包絡(luò)環(huán)面蝸輪滾刀側(cè)后角面的數(shù)控加工提供側(cè)后角面的形狀設(shè)計。
文檔編號B23F21/16GK103223533SQ20131017256
公開日2013年7月31日 申請日期2013年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月10日
發(fā)明者李海濤, 董李揚, 魏文軍, 劉平義, 張紹英, 董學(xué)朱 申請人:中國農(nóng)業(yè)大學(xué)