專利名稱：：負(fù)變比轉(zhuǎn)向器的搖臂軸齒扇制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及轉(zhuǎn)向器制造
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及一種車輛用負(fù)變比轉(zhuǎn)向器的搖臂軸齒扇的制造方法。
背景技術(shù)：
：轉(zhuǎn)向器是車輛的重要部件，循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器是目前國(guó)內(nèi)外應(yīng)用最廣泛的結(jié)構(gòu)形式之一。圖1為現(xiàn)有循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器的結(jié)構(gòu)示意圖，該轉(zhuǎn)向器包括螺桿11、活塞12、搖臂軸13和循環(huán)球14。該循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器具有兩級(jí)傳動(dòng)副，第一級(jí)是螺桿活塞傳動(dòng)副，第二級(jí)是齒條齒扇傳動(dòng)副。螺桿活塞傳動(dòng)副將傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為活塞的直線運(yùn)動(dòng)，齒輪齒條傳動(dòng)副將活塞的直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為搖臂軸的擺動(dòng)，并實(shí)現(xiàn)減速。搖臂軸帶動(dòng)拉桿使車輪轉(zhuǎn)向。該循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器是定比轉(zhuǎn)向器，活塞12和搖臂軸13上的每個(gè)齒的齒形是一致的，可用常規(guī)的銑床和滾齒機(jī)加工，其加工工藝易于實(shí)現(xiàn)。變比轉(zhuǎn)向器的活塞和搖臂軸上的齒屬于特殊齒形，幾個(gè)齒的齒形不一樣，在齒條勻速移動(dòng)時(shí)搖臂軸的齒扇角速度是變化的，傳動(dòng)比可以從小到大，也可從大到小。但是變比轉(zhuǎn)向器使用的很少，其主要原因在于變比轉(zhuǎn)向器的變比工藝較難實(shí)現(xiàn)，尤其是具有中間大、兩頭小的傳動(dòng)比的負(fù)變比工藝更難實(shí)現(xiàn)。而負(fù)變比轉(zhuǎn)向器由于具有中間大、兩頭小的傳動(dòng)比，能保證車輛高速行駛時(shí)的穩(wěn)定性和安全性，適當(dāng)減小兩邊角傳動(dòng)比，保證車輛能以盡可能短的時(shí)間完成大轉(zhuǎn)角的轉(zhuǎn)向，能夠提高車輛的機(jī)動(dòng)性。因此，提出一種實(shí)現(xiàn)負(fù)變比轉(zhuǎn)向器的制造方法實(shí)為必要。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的主要目的在于，提出一種負(fù)變比轉(zhuǎn)向器的搖臂軸齒扇制造方法，以制造出具有相異齒形的搖臂軸齒扇。本發(fā)明的另一目的在于，提出一種用于上述負(fù)變比轉(zhuǎn)向器的搖臂軸齒扇制造方法的插齒刀。為實(shí)現(xiàn)上述主要目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為，一種負(fù)變比轉(zhuǎn)向器的搖臂軸齒扇制造方法，包括A)確定轉(zhuǎn)向盤處于中間位置時(shí)的轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比^和轉(zhuǎn)向盤處于左極限和右極限位置時(shí)的轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比i2;B)根據(jù)公式、，繪制曲線組，根據(jù)繪制的所述曲線組確定作為加工時(shí)測(cè)量依據(jù)的齒形大端公法線，其中K為插齒刀位移，e為搖臂軸轉(zhuǎn)角，A為轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比由^變?yōu)?2時(shí)的搖臂軸轉(zhuǎn)角，B為搖臂軸極限角；C)在插齒機(jī)上輸入轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比^和i2生成加工程序；D)用插齒刀在插齒機(jī)上進(jìn)行搖臂軸齒扇切削加工，所述插齒刀包括中間齒和分別布置在中間齒兩側(cè)的側(cè)齒，所述中間齒的齒形角a比側(cè)齒的齒形角|3小1_3°，所述中間齒的齒尖比側(cè)齒的齒尖低h為3.9-5.9mm，所述中間齒的刀刃面壓力角為P"靠近中間齒的側(cè)齒刀刃面壓力角和遠(yuǎn)離中間齒的側(cè)齒刀刃面壓力角分別為P2和P3，P2>P工>P3。本發(fā)明還提供了一種實(shí)現(xiàn)本發(fā)明方法的插齒刀，包括中間齒和分別布置在中間齒兩側(cè)的側(cè)齒，所述中間齒的齒形角a比側(cè)齒的齒形角13小1_3°，所述中間齒的齒尖比側(cè)齒的齒尖低h為3.9-5.9mm，所述中間齒的刀刃面壓力角為靠近中間齒的側(cè)齒刀刃面壓力角和遠(yuǎn)離中間齒的側(cè)齒刀刃面壓力角分別為P2和P3，P2>Pi>P3。使用本發(fā)明提供的插齒刀可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明提供的制造方法，采用本發(fā)明提供的制造方法可制造出具有相異齒形的搖臂軸齒扇，該搖臂軸齒扇與相適配的活塞相配合可使轉(zhuǎn)向器實(shí)現(xiàn)負(fù)變比。圖1為現(xiàn)有循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器的剖視圖；圖2為在本發(fā)明制造方法實(shí)現(xiàn)過程中確定的轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比曲線圖；圖3為在本發(fā)明制造方法實(shí)現(xiàn)過程中繪制的曲線組圖；圖4為本發(fā)明制造方法使用的插齒刀齒形結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為圖4的局部放大視圖；圖6為采用本發(fā)明制造方法加工的搖臂軸剖視圖。下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)描述。具體實(shí)施例方式本發(fā)明變比轉(zhuǎn)向器的搖臂軸齒扇制造方法，首先根據(jù)車輛設(shè)計(jì)確定轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比，本發(fā)明方法所要實(shí)現(xiàn)的是中間大、兩頭小的傳動(dòng)比，因此首先確定轉(zhuǎn)向盤處于中間位置時(shí)的轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比t和轉(zhuǎn)向盤處于左極限和右極限位置時(shí)的轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比i2。參見傳動(dòng)比曲線圖2，圖中橫軸表示搖臂軸轉(zhuǎn)角e，縱軸表示轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比為i，A為轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比變化時(shí)的搖臂軸轉(zhuǎn)角，B為搖臂軸極限角。當(dāng)搖臂軸轉(zhuǎn)角-A《e《A時(shí)，也即轉(zhuǎn)向盤處于中間位置時(shí)，轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比為i。當(dāng)搖臂軸轉(zhuǎn)角A〈e《b和-b《e〈-A時(shí)，也即轉(zhuǎn)向盤處于左極限和右極限位置時(shí)，轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比為i2。在本實(shí)施例中ii和12分別為20和17。然后根據(jù)如圖2所示的傳動(dòng)比曲線確定搖臂軸齒扇特殊齒形的計(jì)算公式f〖=0.86(—X<6《乂)L〖=0.8^—0.005(0—0)2(J<PS5，一5S0<—力)其中，K為插齒刀位移。如表一所示，取不同的9值可根據(jù)該公式計(jì)算出不同的K值。根據(jù)該公式在電腦上繪制曲線組(如圖3所示)。然后再根據(jù)該曲線組確定齒形大端公法線5，公法線5作為加工時(shí)的測(cè)量依據(jù)。表一<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>接著在插齒機(jī)上輸入傳動(dòng)比^和i2生成加工程序。最后把插齒刀6安裝在插齒機(jī)上，用插齒機(jī)進(jìn)行搖臂軸齒扇的切削加工。參見圖4，插齒刀6包括中間齒和分別布置在中間齒兩側(cè)的側(cè)齒，中間齒為由刀刃面Ql形成的齒狀空隙部分，側(cè)齒為由刀刃面Q2和Q3形成的齒狀空隙部分。中間齒的齒形角a比側(cè)齒的齒形角13小1-3°。中間齒的齒尖比側(cè)齒的齒尖低h為3.9-5.9mm。參見圖5，中間齒刀刃面Ql的壓力角為P"靠近中間齒的側(cè)齒刀刃面Q2的壓力角和遠(yuǎn)離中間齒的側(cè)齒刀刃面Q3的壓力角分別為P2和P3，這三個(gè)壓力角之間滿足P2〉P工〉P3。在本實(shí)施例中，a為62°，P為64°，a比p小2°，h為4.9mm，P丄、P2和P3分別為31°、42°和22°，螺距P選取17mm《P《19mm。應(yīng)用本發(fā)明的制造方法加工的搖臂軸如圖6所示，搖臂軸齒扇具有形狀不一致的特殊齒形，齒扇形狀不是一般的齒輪漸開線齒形，而是由無數(shù)個(gè)連續(xù)變化的基圓形成的連續(xù)變化的漸開線。權(quán)利要求一種負(fù)變比轉(zhuǎn)向器的搖臂軸齒扇制造方法，其特征在于，所述制造方法包括A)確定轉(zhuǎn)向盤處于中間位置時(shí)的轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比i1和轉(zhuǎn)向盤處于左極限和右極限位置時(shí)的轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比i2；B)根據(jù)公式<mfencedopen='{'close=''><mtable><mtr><mtd><mi>K</mi><mo>=</mo><mn>0.8</mn><mi>θ</mi><mrow><mo>(</mo><mo>-</mo><mi>A</mi><mo>≤</mo><mi>θ</mi><mo>≤</mo><mi>A</mi><mo>)</mo></mrow></mtd></mtr><mtr><mtd><mi>K</mi><mo>=</mo><mn>0.8</mn><mi>θ</mi><mo>-</mo><mn>0.005</mn><msup><mrow><mo>(</mo><mi>θ</mi><mo>-</mo><mn>0</mn><mo></mo><mo>)</mo></mrow><mn>2</mn></msup><mrow><mo>(</mo><mi>A</mi><mo><</mo><mi>θ</mi><mo>≤</mo><mi>B</mi><mo>,</mo><mo>-</mo><mi>B</mi><mo>≤</mo><mi>θ</mi><mo><</mo><mo>-</mo><mi>A</mi><mo>)</mo></mrow></mtd></mtr></mtable></mfenced>繪制曲線組，根據(jù)繪制的所述曲線組確定作為加工時(shí)測(cè)量依據(jù)的齒形大端公法線，其中K為插齒刀位移，θ為搖臂軸轉(zhuǎn)角，A為轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比由i1變?yōu)閕2時(shí)的搖臂軸轉(zhuǎn)角，B為搖臂軸極限角；C)在插齒機(jī)上輸入轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比i1和i2生成加工程序；D)用插齒刀在插齒機(jī)上進(jìn)行搖臂軸齒扇切削加工，所述插齒刀包括中間齒和分別布置在中間齒兩側(cè)的側(cè)齒，所述中間齒的齒形角α比側(cè)齒的齒形角β小1-3°，所述中間齒的齒尖比側(cè)齒的齒尖低h為3.9-5.9mm，所述中間齒的刀刃面壓力角為P1，靠近中間齒的側(cè)齒刀刃面壓力角和遠(yuǎn)離中間齒的側(cè)齒刀刃面壓力角分別為P2和P3，P2＞P1＞P3。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比t和i2分別為20和17，a為62°，P為64°，h為4.9mm，P2和P3分別為31°、42°和22°。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制造方法，其特征在于，所述插齒刀的螺距17mm《P《19mm。4.一種用于如權(quán)利要求1所述制造方法的插齒刀，其特征在于，所述插齒刀包括中間齒和分別布置在中間齒兩側(cè)的側(cè)齒，所述中間齒的齒形角a比側(cè)齒的齒形角13小1-3°，所述中間齒的齒尖比側(cè)齒的齒尖低h為3.9-5.9mm，所述中間齒的刀刃面壓力角為P"靠近中間齒的側(cè)齒刀刃面壓力角和遠(yuǎn)離中間齒的側(cè)齒刀刃面壓力角分別為P2和P3，P2>P工>P3。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的插齒刀，其特征在于，所述a為62°，13為64°，h為4.9mm，Pi、P2和P3分別為31°、42°和22°。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的插齒刀，其特征在于，所述插齒刀的螺距17mm《P《19mm。全文摘要本發(fā)明涉及一種負(fù)變比轉(zhuǎn)向器的搖臂軸齒扇制造方法以及用于該方法的插齒刀，該制造方法先確定轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比，然后根據(jù)傳動(dòng)比確定搖臂軸齒扇特殊齒形的計(jì)算公式，再根據(jù)公式繪制曲線組以確定作為加工時(shí)測(cè)量依據(jù)的齒形大端公法線，然后在插齒機(jī)上輸入傳動(dòng)比生成加工程序，最后再用特制插齒刀進(jìn)行搖臂軸齒扇切削加工。使用本發(fā)明的插齒刀可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的制造方法，采用本發(fā)明的制造方法可制造出具有相異齒形的搖臂軸齒扇，該搖臂軸齒扇與相適配的活塞相配合可使轉(zhuǎn)向器實(shí)現(xiàn)負(fù)變比。文檔編號(hào)B23F5/12GK101704133SQ200910154300公開日2010年5月12日申請(qǐng)日期2009年11月19日優(yōu)先權(quán)日2009年11月19日發(fā)明者沈榮金,陳良根申請(qǐng)人:杭州世寶汽車方向機(jī)有限公司