基于媒介齿轮的渐开面包络环面蜗杆齿面滚齿加工刀具确认方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114505543A(43)申请公布日2022.05.17(21)申请号202210182539.8(22)申请日2022.02.25(71)申请人重庆大学地址400044重庆市沙坪坝区正街174号(72)发明人陈永洪李忠涛罗文军陈兵奎(74)专利代理机构北京海虹嘉诚知识产权代理有限公司11129专利代理师张子飞(51)Int.Cl.B23F13/00(2006.01)权利要求书4页说明书11页附图6页(54)发明名称基于媒介齿轮的渐开面包络环面蜗杆齿面滚齿加工刀具确认方法(57)摘要本发明公开了一种基于媒介齿轮的渐开面包络环面蜗杆齿面滚齿加工刀具确认方法，包括如下步骤：确定渐开面包络环面蜗杆与外啮合渐开线圆柱齿轮共轭啮合形成的传动副，进而确定外啮合渐开线圆柱齿轮；基于外啮合渐开线圆柱齿轮的齿面生成厚度为零的渐开线媒介齿轮，所述渐开线媒介齿轮具有内齿和外齿，该内齿和外齿的齿面参数与外啮合渐开线圆柱齿轮的齿面参数相同；确定与基于渐开线媒介齿轮共轭内啮合的渐开面包络鼓形蜗杆，并基于渐开面包络鼓形蜗杆形成刀具。本发明可用于等齿厚渐开面齿轮包络环面蜗杆和变齿厚渐开面齿轮包络环面蜗杆的齿面成型加工；也可用于等齿厚平面齿轮包络环面蜗杆和变齿厚平面齿轮包络环面蜗杆的齿面成型加工。CN114505543ACN114505543A权利要求书1/4页1.一种基于媒介齿轮的渐开面包络环面蜗杆齿面滚齿加工刀具确认方法，其特征在于：包括如下步骤：S1：确定目标加工件渐开面包络环面蜗杆；S2：确定渐开面包络环面蜗杆与外啮合渐开线圆柱齿轮共轭啮合形成的传动副，进而确定外啮合渐开线圆柱齿轮；S3：基于步骤S2中外啮合渐开线圆柱齿轮的齿面生成厚度为零的渐开线媒介齿轮，所述渐开线媒介齿轮具有内齿和外齿，该内齿和外齿的齿面参数与外啮合渐开线圆柱齿轮的齿面参数相同；S4：确定与基于渐开线媒介齿轮共轭内啮合的渐开面包络鼓形蜗杆；S5：基于渐开面包络鼓形蜗杆加工齿顶后角和容屑槽形成滚齿加工刀具。2.根据权利要求1所述的基于媒介齿轮的渐开面包络环面蜗杆齿面滚齿加工刀具确认方法，其特征在于：步骤S2中确定外啮合渐开线圆柱齿轮方法包括如下步骤：S2‑1：建立传动副空间标架σu(Ou‑xu,yu,zu)、σv(Ov‑xv,yv,zv)、σ1(O1‑x1,y1,z1)和σ2(O2‑x2,y2,z2)；其中Ou、Ov、O1和O2分别为空间标架σu、σv、σ1和σ2的坐标原点，(xu,yu,zu)、(xv,yv,zv)、(x1,y1,z1)和(x2,y2,z2)分别为空间标架σu、σv、σ1和σ2的三个方向的坐标轴；空间固定标架σu(Ou‑xu,yu,zu)为外啮合渐开线圆柱齿轮的初始位置，其底矢为(iu,ju,ku)，其中iu、ju和ku分别为坐标轴xu、yu和zu的三个矢量；空间固定标架σv(Ov‑xv,yv,zv)为渐开面包络环面蜗杆的初始位置，其底矢为(iv,jv,kv)，其中iv、jv和kv分别为坐标轴xv、yv和zv的三个矢量；空间运动标架σ1(O1‑x1,y1,z1)与外啮合渐开线圆柱齿轮固连，并绕z1轴转动，某瞬时转动位移为其底矢为(i1,j1,k1)，其中i1、j1和k1分别为坐标轴x1、y1和z1的三个矢量；空间运动标架σ2(O2‑x2,y2,z2)与渐开面包络环面蜗杆固连，并绕z2轴转动，某瞬时转动位移为其底矢为(i2,j2,k2)，其中i2、j2和k2分别为坐标轴x2、y2和z2的三个矢量；S2‑2：基于空间微分几何学和齿轮啮合原理，计算外啮合渐开线圆柱齿轮的各项参数；在空间运动标架σ1(O1‑x1,y1,z1)中，得到所述外啮合渐开线圆柱齿轮左侧齿面方程如下：得到外啮合渐开线圆柱齿轮右侧齿面方程如下：2CN114505543A权利要求书2/4页式中：τ和θ为外啮合渐开线圆柱齿轮的齿面参数；δ为外啮合渐开线圆柱齿轮基圆半角；αt为外啮合渐开线圆柱齿轮的端面压力角，若为变齿厚渐开线圆柱齿轮，则左右两侧齿面端面压力角分别为αtL和αtR；为外啮合渐开线圆柱齿轮的基圆半径，若为变齿厚渐开线圆柱齿轮，则左右两侧齿面基圆半径分别为和β为外啮合渐开线圆柱齿轮螺旋角，若为变齿厚渐开线圆柱齿轮，则左右两侧齿面螺旋角分别为βL和βR；确定外啮合渐开线圆柱齿轮的齿顶高齿根高齿顶间隙为：II式中：r为外啮合渐开线圆柱齿轮的分度圆半径；mn为法向模数；为法向齿顶高系数；xn法向变位系数；法向顶隙系数；Z1为外啮合渐开线圆柱齿轮的齿数；外啮合渐开线圆柱齿轮的齿顶圆半径和齿根圆半径为：依据齿轮啮合原理，并通过坐标变换、底矢转换可得渐开面包络环面蜗杆左侧齿面在空间运动标架σ2(O2‑x2,y2,z2)中的齿面方程为：渐开面包络