弧齒線(xiàn)點(diǎn)線(xiàn)嚙合齒輪及其加工方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種弧齒線(xiàn)點(diǎn)線(xiàn)嚙合齒輪，其為弧齒線(xiàn)圓柱齒輪，其輪齒的齒線(xiàn)為弧齒線(xiàn)，輪齒在其齒長(zhǎng)方向中點(diǎn)的截面稱(chēng)之為中間截面，輪齒以其中間截面為中心，沿輪齒的齒長(zhǎng)方向從中間截面往左端為左旋線(xiàn)，沿輪齒的齒長(zhǎng)方向從中間截面往右端為右旋線(xiàn)，所述左旋線(xiàn)和右旋線(xiàn)相對(duì)于中間截面對(duì)稱(chēng)；沿輪齒的中間截面向兩端延伸其齒頂逐漸變窄而齒根逐漸變厚；輪齒上沿齒長(zhǎng)方向弧齒線(xiàn)的凹弧半徑大于等于凸弧半徑；其嚙合方式為點(diǎn)線(xiàn)嚙合。本發(fā)明具有強(qiáng)度高、壽命長(zhǎng)、噪聲低、齒輪傳動(dòng)無(wú)軸向力、節(jié)省材料的優(yōu)點(diǎn)，而且其齒面間容易建立動(dòng)壓膜，可以提高承載能力，減少齒面磨損，提高傳動(dòng)效率。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
弧齒線(xiàn)點(diǎn)線(xiàn)嚙合齒輪及其加工方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于齒輪技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種弧齒線(xiàn)點(diǎn)線(xiàn)嚙合齒輪及其加工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]圓柱齒輪傳動(dòng)是齒輪機(jī)構(gòu)中應(yīng)用最廣的一種。對(duì)于圓柱齒輪，齒線(xiàn)發(fā)展先后經(jīng)歷了直齒線(xiàn)、斜齒線(xiàn)即漸開(kāi)螺旋線(xiàn)、人字齒輪等幾種齒線(xiàn)形式，但這幾種齒線(xiàn)形式的傳動(dòng)都存在一定的缺點(diǎn)。為了克服上述幾種齒線(xiàn)形式齒輪傳動(dòng)的不足之處，人們提出了弧齒線(xiàn)圓柱齒輪，其主要特征是:其齒廓是標(biāo)準(zhǔn)漸開(kāi)線(xiàn)齒輪，而沿齒長(zhǎng)方向是一條彎曲的弧線(xiàn)。但是弧齒線(xiàn)圓柱齒輪因其提出較晚、實(shí)際應(yīng)用較少，弧齒線(xiàn)圓柱齒輪的嚙合方式缺乏系統(tǒng)性研究，本申請(qǐng)針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種弧齒線(xiàn)點(diǎn)線(xiàn)嚙合齒輪，相嚙合的兩個(gè)齒輪采用弧齒線(xiàn)圓柱齒輪，兩個(gè)齒輪的嚙合方式采用點(diǎn)線(xiàn)嚙合齒輪傳動(dòng)。
[0003]點(diǎn)線(xiàn)嚙合齒輪傳動(dòng)是一種具有線(xiàn)嚙合性質(zhì)又有點(diǎn)嚙合性質(zhì)的齒輪傳動(dòng)。其小齒輪可以是漸開(kāi)線(xiàn)較大正變位短齒齒輪，也可以是較大負(fù)變位的短齒齒輪。大齒輪齒廓上部分為漸開(kāi)線(xiàn)凸齒廓下部為過(guò)渡曲線(xiàn)的凹齒廓，也可以是純過(guò)渡曲線(xiàn)的凹齒廓，大齒輪實(shí)際就是漸開(kāi)線(xiàn)齒較大負(fù)變位的短齒齒輪。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種強(qiáng)度高、壽命長(zhǎng)、噪聲低、齒輪傳動(dòng)無(wú)軸向力、節(jié)省材料的弧齒線(xiàn)點(diǎn)線(xiàn)嚙合齒輪，而且其齒面間容易建立動(dòng)壓膜，可以提高承載能力，減少齒面磨損，提高傳動(dòng)效率。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:弧齒線(xiàn)點(diǎn)線(xiàn)嚙合齒輪，其為弧齒線(xiàn)圓柱齒輪，其輪齒的齒線(xiàn)為弧齒線(xiàn)，輪齒在其齒長(zhǎng)方向中點(diǎn)的截面稱(chēng)之為中間截面，輪齒以其中間截面為中心，沿輪齒的齒長(zhǎng)方向從中間截面往左端為左旋線(xiàn)，沿輪齒的齒長(zhǎng)方向從中間截面往右端為右旋線(xiàn)，所述左旋線(xiàn)和右旋線(xiàn)相對(duì)于中間截面對(duì)稱(chēng);沿輪齒的中間截面向兩端延伸其齒頂逐漸變窄而齒根逐漸變厚;輪齒上沿齒長(zhǎng)方向弧齒線(xiàn)的凹弧半徑大于等于凸弧半徑；
其嗤合方式為點(diǎn)線(xiàn)嗤合，相嗤合的兩個(gè)弧齒線(xiàn)點(diǎn)線(xiàn)嗤合齒輪分別稱(chēng)之為第一齒輪和第二齒輪；
第一齒輪為負(fù)變位齒輪，其在中間截面的凸齒齒廓曲線(xiàn)為漸開(kāi)線(xiàn)，其在中間截面的凹齒齒廓曲線(xiàn)為漸開(kāi)線(xiàn)過(guò)渡曲線(xiàn)或過(guò)渡曲線(xiàn)；當(dāng)中間截面的凹齒齒廓曲線(xiàn)為漸開(kāi)線(xiàn)過(guò)渡曲線(xiàn)，即靠近齒頂?shù)囊徊糠譃闈u開(kāi)線(xiàn)，另一部分為過(guò)渡曲線(xiàn)；
第二齒輪為正變位齒輪或負(fù)變位齒輪，當(dāng)?shù)诙X輪為正變位齒輪時(shí)，其在中間截面的凸齒齒廓曲線(xiàn)為漸開(kāi)線(xiàn)；當(dāng)?shù)诙X輪為負(fù)變位齒輪時(shí)，其在中間截面的凸齒齒廓曲線(xiàn)為漸開(kāi)線(xiàn)，其在中間截面的凹齒齒廓曲線(xiàn)為漸開(kāi)線(xiàn)過(guò)渡曲線(xiàn)，即靠近齒頂?shù)囊徊糠譃闈u開(kāi)線(xiàn)，另一部分為過(guò)渡曲線(xiàn)。
[0006]輪齒上沿齒長(zhǎng)方向弧齒線(xiàn)的凹弧半徑等于凸弧半徑時(shí)，沿齒長(zhǎng)方向任意平行于中間截面的截面齒廓在距齒頂ha Xm處的齒厚和中間截面齒廓在距齒頂ha Xm處的齒厚是一樣的;式中，ha是齒輪的齒頂高系數(shù)，m是齒輪的模數(shù)。
[0007]輪齒上沿齒長(zhǎng)方向弧齒線(xiàn)的凹弧半徑大于凸弧半徑時(shí)，沿齒長(zhǎng)方向任意平行于中間截面的截面齒廓在距齒頂haXm處的齒厚小于中間截面齒廓在距齒頂haXm處的齒厚;式中，ha是齒輪的齒頂高系數(shù)，m是齒輪的模數(shù)。
[0008]第一齒輪的分度圓直徑大于第二齒輪的分度圓直徑。
[0009 ]本發(fā)明還公開(kāi)了弧齒線(xiàn)點(diǎn)線(xiàn)嚙合齒輪的加工方法，該加工方法包括以下步驟:
(1)固定齒還，根據(jù)被加工齒輪的設(shè)計(jì)參數(shù)調(diào)整齒還中心到刀盤(pán)的距離;齒還可沿其軸心作圓周運(yùn)動(dòng)并平移，實(shí)現(xiàn)齒面的展成加工；
(2)將凸齒面銑刀安裝到刀盤(pán)上，凸齒面銑刀的成形刀刃位于銑刀內(nèi)側(cè)，凸齒面銑刀繞刀盤(pán)軸心均布呈圓形排列，凸齒面銑刀的成形刀刃到刀盤(pán)軸心之間的距離等于所述弧齒線(xiàn)的凸弧半徑，凸齒面銑刀的成型刀刃旋轉(zhuǎn)用于加工輪齒的凸齒面；
(3)用凸齒面銑刀加工輪齒的凸齒面，凸齒面銑刀進(jìn)行切削時(shí)，凸齒面銑刀的成形刀刃以刀盤(pán)的軸心為軸旋轉(zhuǎn)，同時(shí)齒坯相對(duì)凸齒面銑刀進(jìn)行Y方向的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，沿著齒坯的徑向切入，切削深度達(dá)到后，齒坯旋轉(zhuǎn)并沿X方向移動(dòng)，齒坯節(jié)圓線(xiàn)速度與齒坯沿X方向的移動(dòng)速度相同，完成一個(gè)輪齒的凸齒面的展成加工;所述Y方向表示從凸齒面銑刀垂直指向齒坯的方向，所述X方向與Y方向垂直，且X方向和Y方向構(gòu)成的平面與齒坯的端面平行；
(4 )齒坯按Y方向退出，齒坯作分度運(yùn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)至下一個(gè)輪齒的加工位置，按步驟(3 )所述完成下一個(gè)輪齒的凸齒面的展成加工；
(5)重復(fù)上述步驟(3)和(4)完成所有輪齒的凸齒面加工；
(6)將凹齒面銑刀安裝到刀盤(pán)上，凹齒面銑刀的成形刀刃位于銑刀外側(cè)，凹齒面銑刀繞刀盤(pán)軸心均布呈圓形排列，凹齒面銑刀的成形刀刃到刀盤(pán)軸心之間的距離等于所述弧齒線(xiàn)的凹弧半徑，凹齒面銑刀的成型刀刃旋轉(zhuǎn)用于加工輪齒的凹齒面；
(7)用凹齒面銑刀加工輪齒的凹齒面，凹齒面銑刀進(jìn)行切削時(shí)，凹齒面銑刀的成形刀刃以刀盤(pán)的軸心為軸旋轉(zhuǎn)，同時(shí)齒坯相對(duì)凹齒面銑刀進(jìn)行Y方向的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，沿著齒坯的徑向切入，切削深度達(dá)到后，齒坯旋轉(zhuǎn)并沿X方向移動(dòng)，齒坯節(jié)圓線(xiàn)速度與齒坯沿X方向的移動(dòng)速度相同，完成一個(gè)輪齒的凹齒面的展成加工;所述Y方向表示從凹齒面銑刀垂直指向齒坯的方向，所述X方向與Y方向垂直，且X方向和Y方向構(gòu)成的平面與齒坯的端面平行；
(8)齒還按Y方向退出，齒還作分度運(yùn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)至下一個(gè)輪齒的加工位置，按步驟(6)所述完成下一個(gè)輪齒的凹齒面的展成加工；
(9)重復(fù)上述步驟(7)和(8)完成所有輪齒的凹齒面加工。
[0010]本發(fā)明的有益效果是:
1.強(qiáng)度高、壽命長(zhǎng)。由于該齒輪傳動(dòng)沿齒長(zhǎng)方向是弧齒線(xiàn)接觸接觸面積大及齒廓傳動(dòng)中既有線(xiàn)嚙合又有點(diǎn)嚙合，所以強(qiáng)度是普通齒輪傳動(dòng)的二倍以上。
[0011]2.噪聲低，弧齒線(xiàn)點(diǎn)線(xiàn)嚙合齒輪的綜合剛度比普通齒輪傳動(dòng)要低很多。大約低50%左右，相當(dāng)于一對(duì)柔性齒輪一般噪聲比普通齒輪傳動(dòng)低10db。
[0012]3.由于該齒輪傳動(dòng)沿齒長(zhǎng)方向的兩端齒線(xiàn)相對(duì)于中間截面對(duì)稱(chēng)，所以該齒輪傳動(dòng)無(wú)軸向力。
[0013]4.因該齒輪的傳動(dòng)原理及加工方法均為漸開(kāi)線(xiàn)齒輪的傳動(dòng)原理及加工方法，所以該齒輪傳動(dòng)的兩齒輪的中心具有可分性。
[0014]5.齒面間容易建立動(dòng)壓膜:在傳動(dòng)的過(guò)程中這個(gè)嚙合面齒長(zhǎng)方向移動(dòng)的速度很大，對(duì)建立動(dòng)壓I旲有利，可以提尚承載能力，減少齒面磨損，提尚傳動(dòng)效率。
[0015]6.材料節(jié)省，由于大齒輪是較大負(fù)變位齒輪，其齒頂圓直徑比分度圓直徑還要小，因此大齒輪可節(jié)約材料10%左右。由于傳遞扭矩是普通齒輪二倍以上，用較小齒輪可以代替較大齒輪，可以節(jié)省較多的材料。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2本發(fā)明在其中間截面的齒廓示意圖之一；
圖3本發(fā)明在其中間截面的齒廓示意圖之二；
圖4本發(fā)明在其中間截面的齒廓示意圖之三；
圖5本發(fā)明在其中間截面的齒廓示意圖之四；
圖6為弧齒線(xiàn)齒條節(jié)面處剖面圖；
圖7為凸齒面銑刀的主視圖；
圖8為凸齒面銑刀的右視圖；
圖9為凹齒面銑刀的主視圖；
圖10為凹齒面銑刀的右視圖；
圖11為弧齒線(xiàn)圓柱齒輪齒條加工原理的主視圖；
圖12為弧齒線(xiàn)圓柱齒輪齒條加工原理的俯視圖；
圖13為本發(fā)明主視方向的加工示意圖；
圖14為本發(fā)明俯視方向的加工示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作詳細(xì)說(shuō)明。
[0018]如圖1至圖6所示，本發(fā)明的弧齒線(xiàn)點(diǎn)線(xiàn)嚙合齒輪，其為弧齒線(xiàn)圓柱齒輪，其輪齒3的齒線(xiàn)為弧齒線(xiàn)，輪齒3在其齒長(zhǎng)方向中點(diǎn)的截面稱(chēng)之為中間截面，輪齒以其中間截面為中心，沿輪齒3的齒長(zhǎng)方向從中間截面往左端為左旋線(xiàn)，沿輪齒3的齒長(zhǎng)方向從中間截面往右端為右旋線(xiàn)，所述左旋線(xiàn)和右旋線(xiàn)相對(duì)于中間截面對(duì)稱(chēng);沿輪齒3的中間截面向兩端延伸其齒頂逐漸變窄而齒根逐漸變厚，輪齒3上沿齒長(zhǎng)方向弧齒線(xiàn)的凹弧半徑Ri大于等于凸弧半
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[0019]本發(fā)明的弧齒線(xiàn)點(diǎn)線(xiàn)嚙合齒輪的嚙合方式為點(diǎn)線(xiàn)嚙合，相嚙合的兩個(gè)弧齒線(xiàn)點(diǎn)線(xiàn)嗤合齒輪分別稱(chēng)之為第一齒輪I和第二齒輪2。本實(shí)施例中，第一齒輪I的分度圓直徑大于第二齒輪2的分度圓直徑。
[0020]第一齒輪I為負(fù)變位齒輪，其在中間截面的凸齒齒廓曲線(xiàn)為漸開(kāi)線(xiàn)，其在中間截面的凹齒齒廓曲線(xiàn)為漸開(kāi)線(xiàn)過(guò)渡曲線(xiàn)，即靠近齒頂?shù)囊徊糠譃闈u開(kāi)線(xiàn)，另一部分為過(guò)渡曲線(xiàn)，如圖4和5所示；第一齒輪I其在中間截面的凹齒齒廓曲線(xiàn)也可為純過(guò)渡曲線(xiàn)，如圖2和3所示；
第二齒輪2為正變位齒輪或負(fù)變位齒輪，當(dāng)?shù)诙X輪2為正變位齒輪時(shí)，其在中間截面的凸齒齒廓曲線(xiàn)為漸開(kāi)線(xiàn)，如圖2和3所示；當(dāng)?shù)诙X輪2為負(fù)變位齒輪時(shí)，其在中間截面的凸齒齒廓曲線(xiàn)為漸開(kāi)線(xiàn)，其在中間截面的凹齒齒廓曲線(xiàn)為漸開(kāi)線(xiàn)過(guò)渡曲線(xiàn)，即靠近齒頂?shù)囊徊糠譃闈u開(kāi)線(xiàn)，另一部分為過(guò)渡曲線(xiàn)，如圖4和5所示。
[0021]輪齒3上沿齒長(zhǎng)方向弧齒線(xiàn)的凹弧半徑Ri等于凸弧半徑Re時(shí)，沿齒長(zhǎng)方向任意平行于中間截面的截面齒廓在距齒頂haXm處的齒厚和中間截面齒廓在距齒頂haXm處的齒厚是一樣的，而任意二點(diǎn)法面齒廓均不一樣除非該兩點(diǎn)相對(duì)于中間截面完全對(duì)稱(chēng)。式中，ha是齒輪的齒頂高系數(shù)，m是齒輪的模數(shù)。
[0022]輪齒3上沿齒長(zhǎng)方向弧齒線(xiàn)的凹弧半徑Ri大于凸弧半徑Re時(shí)，沿齒長(zhǎng)方向任意平行于中間截面的截面齒廓在距齒頂haXm處的齒厚均小于中間截面齒廓在距齒頂haXm處的齒厚;式中，ha是齒輪的齒頂高系數(shù)，m是齒輪的模數(shù)。弧齒線(xiàn)的凹弧半徑Ri大于凸弧半徑Re的目的是為了減少由于加工誤差、裝配誤差對(duì)弧齒線(xiàn)點(diǎn)線(xiàn)嚙合齒輪傳動(dòng)的性能影響。
[0023]如圖6至圖14所示，本發(fā)明還公開(kāi)了弧齒線(xiàn)點(diǎn)線(xiàn)嚙合齒輪的加工方法，該加工方法包括以下步驟:
(1)固定齒還4，根據(jù)被加工齒輪的設(shè)計(jì)參數(shù)調(diào)整齒還中心到刀盤(pán)5的距離;齒還4可沿其軸心作圓周運(yùn)動(dòng)并平移，實(shí)現(xiàn)齒面的展成加工；
(2)將凸齒面銑刀6安裝到刀盤(pán)5上，凸齒面銑刀6的成形刀刃61位于銑刀內(nèi)側(cè)，凸齒面銑刀6繞刀盤(pán)5軸心均布呈圓形排列，凸齒面銑刀6的成形刀刃61到刀盤(pán)5軸心之間的距離等于所述弧齒線(xiàn)的凸弧半徑Re，凸齒面銑刀6的成型刀刃61旋轉(zhuǎn)用于加工輪齒3的凸齒面8;
(3)用凸齒面銑刀6加工輪齒的凸齒面8，凸齒面銑刀6進(jìn)行切削時(shí)，凸齒面銑刀6的成形刀刃61以其軸心為軸旋轉(zhuǎn)，同時(shí)齒坯4相對(duì)凸齒面銑刀6進(jìn)行Y方向的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，沿著齒坯4的徑向切入，切削深度達(dá)到后，齒坯4旋轉(zhuǎn)并沿X方向移動(dòng)，齒坯節(jié)圓線(xiàn)速度Vw與齒坯沿X方向的移動(dòng)速度Vx相同，即Vw=Vx,完成一個(gè)輪齒3的凸齒面8的展成加工;所述Y方向表示從凸齒面銑刀6垂直指向齒坯4的方向，所述X方向與Y方向垂直，且X方向和Y方向構(gòu)成的平面與齒坯4的端面平行；
(4)齒坯4按Y方向退出，齒坯4作分度運(yùn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)至下一個(gè)輪齒3的加工位置，按步驟(3)所述完成下一個(gè)輪齒3的凸齒面8的展成加工；
(5)重復(fù)上述步驟(3)和(4)完成所有輪齒3的凸齒面8加工；
(6)將凹齒面銑刀7安裝到刀盤(pán)5上，凹齒面銑刀7的成形刀刃71位于銑刀外側(cè)，凹齒面銑刀7繞刀盤(pán)5軸心均布呈圓形排列，凹齒面銑刀71的成形刀刃到刀盤(pán)5軸心之間的距離等于所述弧齒線(xiàn)的凹弧半徑Ri，凹齒面銑刀7的成型刀刃71旋轉(zhuǎn)用于加工輪齒3的凹齒面9;
(7)用凹齒面銑刀7加工輪齒的凹齒面9，凹齒面銑刀7進(jìn)行切削時(shí)，凹齒面銑刀7的成形刀刃71以其軸心為軸旋轉(zhuǎn)，同時(shí)齒坯4相對(duì)凹齒面銑刀7進(jìn)行Y方向的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，沿著齒坯4的徑向切入，切削深度達(dá)到后，齒坯4旋轉(zhuǎn)并沿X方向移動(dòng)，齒坯節(jié)圓線(xiàn)速度Vw與齒坯沿X方向的移動(dòng)速度Vx相同，即Vw=Vx，完成一個(gè)輪齒3的凹齒面9的展成加工;所述Y方向表示從凹齒面銑刀7垂直指向齒坯4的方向，所述X方向與Y方向垂直，且X方向和Y方向構(gòu)成的平面與齒坯4的端面平行；
(8)齒還4按Y方向退出，齒還4作分度運(yùn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)至下一個(gè)輪齒3的加工位置，按步驟(6)所述完成下一個(gè)輪齒3的凹齒面9的展成加工；
(9)重復(fù)上述步驟(7)和(8)完成所有輪齒3的凹齒面9加工。
[0024]本發(fā)明弧齒線(xiàn)點(diǎn)線(xiàn)嚙合齒輪的加工方法所用到的展成加工原理:由圖6顯示弧齒線(xiàn)齒條節(jié)面處剖面的凸弧線(xiàn)半徑Re與凹弧線(xiàn)半徑Ri，兩個(gè)圓弧的圓心在弧齒線(xiàn)齒條齒長(zhǎng)方向中間截面上，兩個(gè)圓心間距離為.ι/2。有兩種形式一種為Re = R1、另外一種為Ri >Re。
[0025]Ri>Re的目的是為了減少由于加工誤差、裝配誤差造成的齒部干涉及對(duì)傳動(dòng)性能的影響。理論上Ri =Re弧齒線(xiàn)齒輪傳動(dòng)齒面100 %接觸，齒輪接觸強(qiáng)度最大，對(duì)齒輪傳動(dòng)各個(gè)性能非常有利，但實(shí)際上加工裝配存在誤差，如果Ri = Re必造成傳動(dòng)齒輪齒部干涉。由圖6我們知道弧齒線(xiàn)齒條的結(jié)構(gòu)形式，并制作了圖7至圖10的兩種刀具，分別為凸齒線(xiàn)刀具(凸齒面銑刀6)及凹齒線(xiàn)刀具(凹齒面銑刀7)。兩種刀具的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)均為弧齒線(xiàn)齒條節(jié)面的弧齒線(xiàn)半徑以及弧齒線(xiàn)齒條齒長(zhǎng)方向中間截面的壓力角即弧齒線(xiàn)齒輪齒長(zhǎng)方向中間截面節(jié)圓處的壓力角α為基準(zhǔn)。
[0026]用圖7和圖8所示的凸齒線(xiàn)刀具(凸齒面銑刀6)加工弧齒線(xiàn)齒條的凸齒面，圖中61為凸齒面銑刀6的成型刀刃，62為凸齒面銑刀6的輔助刀刃，刀具上的成形刀刃61沿中心旋轉(zhuǎn)完成凸齒面8的成型。
[0027]用圖9和圖10所示的凹齒線(xiàn)刀具(凹齒面銑刀7)加工弧齒線(xiàn)齒條的凹齒面，圖中71為凹齒面銑刀7的成型刀刃，72為凹齒面銑刀6的輔助刀刃，刀具上的成形刀刃71沿中心旋轉(zhuǎn)完成凹齒面9的成型。
[0028]由弧齒線(xiàn)刀具成形刃旋轉(zhuǎn)成形可知，弧齒線(xiàn)齒條的兩個(gè)齒廓面是由兩個(gè)錐形面的一部分組成的。由于兩個(gè)錐形面由兩把刀具切削而成，兩把刀具的中心距離為toh/2，所以弧齒線(xiàn)齒條凹齒面和凸齒面只有中間截面的齒廓既是法面齒廓又是標(biāo)準(zhǔn)齒型，其它齒面沒(méi)有共同的法面，從而形成了弧齒線(xiàn)齒條中間截面為標(biāo)準(zhǔn)齒條型式，而從中心截面向兩端延伸齒條齒頂逐漸變窄而齒根逐漸變厚，這更利于齒條齒輪構(gòu)件之間傳動(dòng)的抗彎強(qiáng)度的提高。
[0029]由齒輪和齒條的嚙合原理及成形方法、弧齒線(xiàn)齒條和弧齒線(xiàn)圓柱齒輪的嚙合原理及成形方法，用同一弧齒線(xiàn)齒條刀具展成加工的弧齒線(xiàn)點(diǎn)線(xiàn)嚙合齒輪傳動(dòng)的齒輪必共軛。
[0030]圖11和12表示弧齒線(xiàn)圓柱齒輪齒條的傳動(dòng)及加工原理，上述兩個(gè)刀具的成形刀刃旋轉(zhuǎn)分別是弧齒線(xiàn)齒條的凸齒面8和凹齒面9。如圖13和14所示在進(jìn)行切削時(shí)凸齒面銑刀6的成形刀刃以刀盤(pán)軸心為軸旋轉(zhuǎn)，同時(shí)齒坯4可以相對(duì)凸齒面銑刀6進(jìn)行Y方向的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，隨著多個(gè)刀刃以圓狀軌跡運(yùn)動(dòng)，沿著齒坯4的徑向切入，切削深度達(dá)到后，齒坯4旋轉(zhuǎn)并沿X方向移動(dòng)，齒坯旋轉(zhuǎn)及移動(dòng)時(shí)要保證Vw=Vx,完成一個(gè)凸齒面8的展成加工。然后齒坯4按Y方向退出，齒坯4作分度運(yùn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)加工下一個(gè)輪齒，仍然要齒坯按Y方向移動(dòng)徑向切削深度達(dá)到后，齒還4旋轉(zhuǎn)并沿X方向移動(dòng)，齒還旋轉(zhuǎn)及移動(dòng)時(shí)要保證Vw=Vx,完成另一個(gè)凸齒面8的加工。以次類(lèi)推所有齒的凸齒面8加工完后，再依上述方法用凹齒面銑刀7加工齒輪所有的凹齒面9。
[0031]本發(fā)明的弧齒線(xiàn)點(diǎn)線(xiàn)嚙合齒輪的強(qiáng)度高、壽命長(zhǎng)。由于該齒輪傳動(dòng)沿齒長(zhǎng)方向是弧齒線(xiàn)接觸接觸面積大及齒廓傳動(dòng)中既有線(xiàn)嚙合又有點(diǎn)嚙合，所以強(qiáng)度是普通齒輪傳動(dòng)的二倍以上。
[0032]本發(fā)明的弧齒線(xiàn)點(diǎn)線(xiàn)嚙合齒輪的噪聲低，弧齒線(xiàn)點(diǎn)線(xiàn)嚙合齒輪的綜合剛度比普通齒輪傳動(dòng)要低很多，大約低50%左右，相當(dāng)于一對(duì)柔性齒輪一般噪聲比普通齒輪傳動(dòng)低1db0
[0033]本發(fā)明的弧齒線(xiàn)點(diǎn)線(xiàn)嚙合齒輪由于其齒輪傳動(dòng)沿齒長(zhǎng)方向的兩端齒線(xiàn)相對(duì)于中間截面對(duì)稱(chēng)，所以該齒輪傳動(dòng)無(wú)軸向力。
[0034]本發(fā)明的弧齒線(xiàn)點(diǎn)線(xiàn)嚙合齒輪因其齒輪的傳動(dòng)原理及加工方法均為漸開(kāi)線(xiàn)齒輪的傳動(dòng)原理及加工方法，所以該齒輪傳動(dòng)的兩齒輪的中心具有可分性。
[0035]本發(fā)明的弧齒線(xiàn)點(diǎn)線(xiàn)嚙合齒輪的齒面間容易建立動(dòng)壓膜:在傳動(dòng)的過(guò)程中這個(gè)嚙合面齒長(zhǎng)方向移動(dòng)的速度很大，對(duì)建立動(dòng)壓膜有利，可以提高承載能力，減少齒面磨損，提高傳動(dòng)效率。
[0036]本發(fā)明的弧齒線(xiàn)點(diǎn)線(xiàn)嚙合齒輪的材料節(jié)省，由于大齒輪是較大負(fù)變位齒輪，其齒頂圓直徑比分度圓直徑還要小，因此大齒輪可節(jié)約材料10%左右。由于傳遞扭矩是普通齒輪二倍以上，用較小齒輪可以代替較大齒輪，可以節(jié)省較多的材料。
[0037]以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明而非限制本發(fā)明的技術(shù)方案，盡管參照上述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:依然可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍的任何修改或局部替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
[0038]在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“中間”、“內(nèi)”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗指所指的裝置或元件必須具有特定的方位、為特定的方位構(gòu)造和操作，因而不能理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)內(nèi)容的限制。
[0039]如果本文中使用了“第一”、“第二”等詞語(yǔ)來(lái)限定零部件的話(huà)，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該知曉:“第一”、“第二”的使用僅僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，如沒(méi)有另外聲明，上述詞語(yǔ)并沒(méi)有特殊的含義。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.弧齒線(xiàn)點(diǎn)線(xiàn)嚙合齒輪，其特征在于:其為弧齒線(xiàn)圓柱齒輪，其輪齒的齒線(xiàn)為弧齒線(xiàn)，輪齒在其齒長(zhǎng)方向中點(diǎn)的截面稱(chēng)之為中間截面，輪齒以其中間截面為中心，沿輪齒的齒長(zhǎng)方向從中間截面往左端為左旋線(xiàn)，沿輪齒的齒長(zhǎng)方向從中間截面往右端為右旋線(xiàn)，所述左旋線(xiàn)和右旋線(xiàn)相對(duì)于中間截面對(duì)稱(chēng);沿輪齒的中間截面向兩端延伸其齒頂逐漸變窄而齒根逐漸變厚;輪齒上沿齒長(zhǎng)方向弧齒線(xiàn)的凹弧半徑大于等于凸弧半徑； 其嗤合方式為點(diǎn)線(xiàn)嗤合，相嗤合的兩個(gè)弧齒線(xiàn)點(diǎn)線(xiàn)嗤合齒輪分別稱(chēng)之為第一齒輪和第二齒輪； 第一齒輪為負(fù)變位齒輪，其在中間截面的凸齒齒廓曲線(xiàn)為漸開(kāi)線(xiàn)，其在中間截面的凹齒齒廓曲線(xiàn)為漸開(kāi)線(xiàn)過(guò)渡曲線(xiàn)或過(guò)渡曲線(xiàn)；當(dāng)中間截面的凹齒齒廓曲線(xiàn)為漸開(kāi)線(xiàn)過(guò)渡曲線(xiàn)，即靠近齒頂?shù)囊徊糠譃闈u開(kāi)線(xiàn)，另一部分為過(guò)渡曲線(xiàn)； 第二齒輪為正變位齒輪或負(fù)變位齒輪，當(dāng)?shù)诙X輪為正變位齒輪時(shí)，其在中間截面的凸齒齒廓曲線(xiàn)為漸開(kāi)線(xiàn)；當(dāng)?shù)诙X輪為負(fù)變位齒輪時(shí)，其在中間截面的凸齒齒廓曲線(xiàn)為漸開(kāi)線(xiàn)，其在中間截面的凹齒齒廓曲線(xiàn)為漸開(kāi)線(xiàn)過(guò)渡曲線(xiàn)，即靠近齒頂?shù)囊徊糠譃闈u開(kāi)線(xiàn)，另一部分為過(guò)渡曲線(xiàn)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的弧齒線(xiàn)點(diǎn)線(xiàn)嚙合齒輪，其特征在于:輪齒上沿齒長(zhǎng)方向弧齒線(xiàn)的凹弧半徑等于凸弧半徑時(shí)，沿齒長(zhǎng)方向任意平行于中間截面的截面齒廓在距齒頂haXm處的齒厚和中間截面齒廓在距齒頂haXm處的齒厚是一樣的；式中，ha是齒輪的齒頂高系數(shù)，m是齒輪的模數(shù)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的弧齒線(xiàn)點(diǎn)線(xiàn)嚙合齒輪，其特征在于:輪齒上沿齒長(zhǎng)方向弧齒線(xiàn)的凹弧半徑大于凸弧半徑時(shí)，沿齒長(zhǎng)方向任意平行于中間截面的截面齒廓在距齒頂haXm處的齒厚小于中間截面齒廓在距齒頂ha Xm處的齒厚;式中，ha是齒輪的齒頂高系數(shù)，m是齒輪的模數(shù)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的弧齒線(xiàn)點(diǎn)線(xiàn)嚙合齒輪，其特征在于:第一齒輪的分度圓直徑大于第二齒輪的分度圓直徑。5.如權(quán)利要求1所述的弧齒線(xiàn)點(diǎn)線(xiàn)嚙合齒輪的加工方法，其特征在于包括以下步驟: (1)固定齒還，根據(jù)被加工齒輪的設(shè)計(jì)參數(shù)調(diào)整齒還中心到刀盤(pán)的距離；齒還可沿其軸心作圓周運(yùn)動(dòng)并平移，實(shí)現(xiàn)齒面的展成加工； (2)將凸齒面銑刀安裝到刀盤(pán)上，凸齒面銑刀的成形刀刃位于銑刀內(nèi)側(cè)，凸齒面銑刀繞刀盤(pán)軸心均布呈圓形排列，凸齒面銑刀的成形刀刃到刀盤(pán)軸心之間的距離等于所述弧齒線(xiàn)的凸弧半徑，凸齒面銑刀的成型刀刃旋轉(zhuǎn)用于加工輪齒的凸齒面； (3)用凸齒面銑刀加工輪齒的凸齒面，凸齒面銑刀進(jìn)行切削時(shí)，凸齒面銑刀的成形刀刃以刀盤(pán)的軸心為軸旋轉(zhuǎn)，同時(shí)齒坯相對(duì)凸齒面銑刀進(jìn)行Y方向的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，沿著齒坯的徑向切入，切削深度達(dá)到后，齒坯旋轉(zhuǎn)并沿X方向移動(dòng)，齒坯節(jié)圓線(xiàn)速度與齒坯沿X方向的移動(dòng)速度相同，完成一個(gè)輪齒的凸齒面的展成加工;所述Y方向表示從凸齒面銑刀垂直指向齒坯的方向，所述X方向與Y方向垂直，且X方向和Y方向構(gòu)成的平面與齒坯的端面平行； (4)齒坯按Y方向退出，齒坯作分度運(yùn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)至下一個(gè)輪齒的加工位置，按步驟(3)所述完成下一個(gè)輪齒的凸齒面的展成加工； (5)重復(fù)上述步驟(3)和(4)完成所有輪齒的凸齒面加工； (6)將凹齒面銑刀安裝到刀盤(pán)上，凹齒面銑刀的成形刀刃位于銑刀外側(cè)，凹齒面銑刀繞刀盤(pán)軸心均布呈圓形排列，凹齒面銑刀的成形刀刃到刀盤(pán)軸心之間的距離等于所述弧齒線(xiàn)的凹弧半徑，凹齒面銑刀的成型刀刃旋轉(zhuǎn)用于加工輪齒的凹齒面； (7)用凹齒面銑刀加工輪齒的凹齒面，凹齒面銑刀進(jìn)行切削時(shí)，凹齒面銑刀的成形刀刃以刀盤(pán)的軸心為軸旋轉(zhuǎn)，同時(shí)齒坯相對(duì)凹齒面銑刀進(jìn)行Y方向的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，沿著齒坯的徑向切入，切削深度達(dá)到后，齒坯旋轉(zhuǎn)并沿X方向移動(dòng)，齒坯節(jié)圓線(xiàn)速度與齒坯沿X方向的移動(dòng)速度相同，完成一個(gè)輪齒的凹齒面的展成加工;所述Y方向表示從凹齒面銑刀垂直指向齒坯的方向，所述X方向與Y方向垂直，且X方向和Y方向構(gòu)成的平面與齒坯的端面平行； (8)齒還按Y方向退出，齒還作分度運(yùn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)至下一個(gè)輪齒的加工位置，按步驟(6)所述完成下一個(gè)輪齒的凹齒面的展成加工； (9)重復(fù)上述步驟(7)和(8)完成所有輪齒的凹齒面加工。
【文檔編號(hào)】F16H55/17GK106015517SQ201610572270
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年7月20日
【發(fā)明人】方年學(xué)
【申請(qǐng)人】方年學(xué)