一種非圓齒輪的齒坯等弧長插削方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于齒輪制造領(lǐng)域，尤其是在工作半徑變化的輪上制齒領(lǐng)域，涉及一種非 圓齒輪的齒坯等弧長插削方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 非圓齒輪又叫異性齒輪，其分度曲面不是旋轉(zhuǎn)曲面，在工程機械、機床、汽車、航空 航天等領(lǐng)域都有應(yīng)用，非圓齒輪傳動是指傳動中至少有一個齒輪的節(jié)曲面不是旋轉(zhuǎn)曲面的 齒輪傳動，應(yīng)用優(yōu)勢明顯，當(dāng)前工業(yè)應(yīng)用常采用線切割技術(shù)加工非圓齒輪，線切割不僅效率 低下，且難以不經(jīng)改造直接應(yīng)用加工非圓斜齒輪。
[0003] 插齒是一種高效加工非圓齒輪方法，中國專利CN200810000133. 3公開了一種加 工有遮擋的非完整圓周齒輪的方法，采用插齒機和專用插齒刀進行加工，但由于裝夾麻煩， 且只能加工特定的非圓周齒輪，實用性不強；中國專利CN201220482831. 3公開了一種齒輪 加工夾具，但其只適用于薄形、大型齒輪的批量插削加工，對于非圓齒輪未做詳細介紹，難 以實現(xiàn)。
[0004] 解決上述問題的有效方法是采用高效高精度的數(shù)控插削技術(shù)，本發(fā)明提供一種非 圓齒輪的齒坯等弧長插削方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于：針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提出一種非圓齒輪的齒坯等 弧長插削方法。此方法中，采用插齒刀轉(zhuǎn)速為基準頻率，其余軸相對其聯(lián)動。
[0006] 本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)的。
[0007] 本發(fā)明的齒坯等弧長插削非圓齒輪方法，包括工作臺、齒坯、主軸、插齒刀，所述工 作臺帶動所述齒坯旋轉(zhuǎn)，所述主軸帶動所述插齒刀旋轉(zhuǎn)，所述插齒刀分度圓與所述齒坯節(jié) 曲線相切并作純滾動，所述插齒刀在平面內(nèi)沿X軸向移動形成所述齒坯節(jié)曲線，所述插齒 刀在豎直面內(nèi)沿Z軸向移動形成所述齒坯全齒高，所述插齒刀或所述齒坯還有附加轉(zhuǎn)動； 所述齒坯端面內(nèi)，所述工作臺按照齒坯等弧長方法帶動所述齒坯旋轉(zhuǎn)，即所述齒坯相對于 機床做等弧長運動，其余軸相對其聯(lián)動。
[0008] 所述的齒坯等弧長方法插削非圓齒輪，可插制內(nèi)嚙合非圓齒輪，包括內(nèi)嚙合非圓 直齒輪和內(nèi)嚙合非圓斜齒輪；所述插齒刀位于所述齒坯節(jié)曲線內(nèi)部，平面內(nèi)所述主軸帶動 所述插齒刀轉(zhuǎn)速恒定，單位時間內(nèi)插削所述齒坯節(jié)曲線弧長相等。
[0009] 所述的齒坯等弧長方法插削非圓齒輪，可插制外嚙合非圓齒輪，包括外嚙合非圓 直齒輪和外嚙合非圓斜齒輪；所述插齒刀位于所述齒坯節(jié)曲線外部，平面內(nèi)所述主軸帶動 所述插齒刀轉(zhuǎn)速恒定，單位時間內(nèi)插削所述齒坯節(jié)曲線弧長相等。
[0010] 所述的齒坯等弧長方法插削非圓斜齒輪，所述插齒刀插削過程中還有附加轉(zhuǎn)動。
[0011] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的齒坯等弧長插削非圓齒輪方法，可實現(xiàn)高效高精 度加工非圓齒輪的目標；由于單位時間內(nèi)插削齒坯節(jié)曲線弧長相等，所得非圓齒輪不同極 角處齒廓上切痕分布均勻，各齒廓精度均衡一致，相對其他方法，相同精度要求下，加工效 率最高。
【附圖說明】
[0012] 圖1為本發(fā)明變速比電子齒輪箱傳動方案圖；
[0013] 圖2為本發(fā)明齒坯等弧長插削內(nèi)嚙合非圓齒輪方法示意圖；
[0014] 圖3為本發(fā)明齒坯等弧長插削內(nèi)嚙合非圓齒輪方法齒坯端面示意圖；
[0015] 圖4為本發(fā)明齒坯等弧長插削內(nèi)嚙合卵形直齒輪刀位軌跡截面圖；
[0016] 圖5為本發(fā)明齒坯等弧長插削內(nèi)嚙合右旋卵形斜齒輪刀位軌跡立體圖；
[0017] 圖6為本發(fā)明齒坯等弧長插削內(nèi)嚙合左旋卵形斜齒輪刀位軌跡立體圖；
[0018] 圖7為本發(fā)明齒坯等弧長插削外嚙合非圓齒輪方法齒坯端面示意圖；
[0019] 圖8為本發(fā)明齒坯等弧長插削外嚙合三階橢圓直齒輪刀位軌跡截面圖；
[0020] 圖9為本發(fā)明齒坯等弧長插削外嚙合右旋三階橢圓斜齒輪刀位軌跡立體圖；
[0021] 圖10為本發(fā)明齒坯等弧長插削外嚙合左旋三階橢圓斜齒輪刀位軌跡立體圖。
[0022] 其中：1-齒坯，2-插齒刀
【具體實施方式】
[0023] 非圓齒輪插削與圓柱齒輪插削很大的不同點在于，插刀和工件間沒有固定的展成 關(guān)系，且插刀中心和工件中心的距離也在不停變化，但插刀轉(zhuǎn)速、工件轉(zhuǎn)速和插刀在插刀中 心和工件中心連線上的移動速度，這三者間有確定的數(shù)學(xué)關(guān)系。本發(fā)明的重點是確立了插 刀轉(zhuǎn)速恒定時，機床其余各軸速度與插刀轉(zhuǎn)速的聯(lián)動關(guān)系，采用配備有變速比電子齒輪箱 功能的專用齒輪加工數(shù)控系統(tǒng)實現(xiàn)該聯(lián)動關(guān)系，圖1為采用的變速比電子齒輪箱傳動方案 圖。
[0024] 為了插削出一個完整的非圓齒輪，插齒刀與工件齒坯必須具備以下運動：
[0025] 1)切削運動：插齒刀沿齒坯的軸線方向作快速的上下往復(fù)運動，這是插齒刀的主 運動。
[0026] 2)節(jié)曲線進給運動：插齒刀刀軸繞其本身軸線作慢速回轉(zhuǎn)運動。其快慢影響切齒 的快慢。節(jié)曲線進給量大小，以插齒刀每一往復(fù)行程在其節(jié)曲線上轉(zhuǎn)過的弧長計算。
[0027] 3)徑向進給運動：插齒刀開始接觸齒坯以后，在節(jié)曲線進給的同時，插齒刀向齒 坯作徑向進給（或齒坯向插齒刀作徑向進給），一直進到齒全深（指一次切削）為止。徑向 進給量的大小，以插齒刀每一往復(fù)行程徑向移動毫米數(shù)表示。
[0028] 4)展成運動：將圓形插齒刀視作一個齒輪，其與工件齒坯之間強制地保持著一對 齒輪的嚙合關(guān)系；嚙合過程中，插齒刀將齒坯上對其運動形成干涉的材料切除，從而加工出 非圓齒輪齒廓。
[0029] 5)讓刀運動：插齒刀的上下往復(fù)運動，向下是工作行程，向上是返回行程。為了保 證插齒刀在返回時不和齒面接觸，以免擦傷己加工齒面和減少刀具磨損，齒坯應(yīng)相對于插 齒刀離開一個距離。
[0030] 6)附加轉(zhuǎn)動：插削非圓斜齒輪時，插齒刀作上下往復(fù)運動的同時，還必須有一個 同步的附加轉(zhuǎn)動，以使切削刃運動時產(chǎn)生的表面相當(dāng)于斜齒輪的齒側(cè)面。
[0031] 下面結(jié)合圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0032] 實施例一
[0033] 參見圖2,示意了本發(fā)明齒坯等弧長插削內(nèi)嚙合非圓齒輪方法各軸聯(lián)動關(guān)系。在齒 坯1端面內(nèi)，插齒刀2以c〇 b旋轉(zhuǎn)，齒坯1以ω。旋轉(zhuǎn)，為保證插削過程中插齒刀2節(jié)圓與齒 坯1節(jié)曲線同向純滾動，在齒坯1端面內(nèi)^^與ω。按展成運動要求保持嚴格傳動比。在齒 坯1軸面內(nèi)，為保持插齒刀2節(jié)圓與齒坯1節(jié)曲線內(nèi)切接觸，插齒刀2作ν χ運動，軸向有往 復(fù)運動插削νζ，從而插削全齒，為保證齒面沿軸線精度均勻，^與ω