一种磨削摆线齿轮的成形砂轮廓型设计方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110929352A(43)申请公布日2020.03.27(21)申请号201911169377.9(22)申请日2019.11.25(71)申请人重庆大学地址400030重庆市沙坪坝区沙正街174号(72)发明人李国龙操兵何坤庞源(74)专利代理机构重庆信航知识产权代理有限公司50218代理人穆祥维(51)Int.Cl.G06F30/17(2020.01)权利要求书2页说明书5页附图1页(54)发明名称一种磨削摆线齿轮的成形砂轮廓型设计方法(57)摘要本发明公开了一种磨削摆线齿轮的成形砂轮廓形设计方法，属于摆线齿轮精密磨削领域。具体步骤如下：首先分析摆线齿轮成形磨削机床的径向进给轴X轴重复定位偏差及工件旋转主轴C轴的旋转偏差；接着根据摆线齿轮廓型，结合机床偏差确定摆线齿轮廓型上对机床偏差最不敏感位置；然后根据摆线齿轮廓型上对机床误差最不敏感位置确定砂轮基本廓型，并根据摆线齿轮一个周期廓型将砂轮基本廓型划分成基础廓型与扩展廓型；最后根据机床偏差对砂轮廓型中的扩展廓型进行优化，最终构成磨削摆线齿轮的成形砂轮廓型。本发明将最大限度抑制成形磨削摆线齿轮廓型上“接痕”的生成，提高成形磨削摆线齿轮廓型精度及平顺度。CN110929352ACN110929352A权利要求书1/2页1.一种磨削摆线齿轮的成形砂轮廓型设计方法，其特征在于，包括如下步骤：a.分析摆线齿轮成形磨削机床的径向进给轴X轴的重复定位偏差Δx及工件回转主轴C轴的旋转偏差Δc；b.建立被磨摆线齿轮廓型模型，确定齿根半径rf、齿顶半径ra，选取名义半径re；结合摆线齿轮廓型、机床X轴及C轴偏差以及被磨摆线齿轮尺寸参数确定被磨摆线齿轮上对机床误差最不敏感点；c.以被磨摆线齿轮上相邻两个对机床误差最不敏感点为边界，确定成形砂轮基本廓型；d.以被磨摆线齿轮一个齿廓为单位，将所确定的成形砂轮基本廓型划分成基础廓型与扩展廓型，其中基础廓型即为摆线齿轮的一个齿廓，然后结合机床误差对成形砂轮的扩展廓型进行优化，最终构成磨削摆线齿轮的成形砂轮廓型。2.根据权利要求1所述的一种磨削摆线齿轮的成形砂轮廓型设计方法，其特征在于，被磨摆线齿轮名义半径re可以任意选取，但需满足以下条件：rf＜re＜ra。3.根据权利要求1所述的一种磨削摆线齿轮的成形砂轮廓型设计方法，其特征在于，根据所选取的摆线齿轮名义半径re、机床误差Δx、Δc以及摆线齿轮廓型共同确定摆线齿轮廓型上对机床误差最不敏感方向；具体步骤如下：a.确定旋转偏差Δc所造成的磨削过程中卡廓型的切向偏移距离Δy，Δy＝re*Δc；b.确定机床径向进给偏差Δx及由机床旋转偏差Δc形成的切向偏差Δy所构成的耦合偏差Δcp的方向，其中，Δcp为：耦合偏差Δcp的方向为：式中：为X轴的方向向量，为Y轴的方向向量，α为耦合偏差与Y轴的夹角；c.确定被磨摆线齿轮廓型上各点的切线方向，标准摆线齿轮的廓型是短幅外摆线的内侧等距曲线，方程如下：其中：RI＝Z1*eRII＝(Z1+1)*e2CN110929352A权利要求书2/2页式中：x为摆线齿轮的x轴坐标，y为摆线齿轮的Y轴坐标，Z1为被磨摆线齿轮齿数，e为偏心距，C为动点距，ρ为针齿圆半径；RI为摆线齿轮理论节圆半径，RII为摆线针轮节圆半径，分别是摆线齿轮及摆线针轮的转角参数，为齿形啮合余角，γ是齿形的啮合半径；根据以上摆线齿轮廓型，可以确定摆线齿轮廓型上各点的切线方向k，式中：dx为摆线齿轮廓型坐标X轴分量的微分，dy为摆线齿轮廓型坐标Y轴分量的微分；摆线齿轮廓型上对机床误差最不敏感点处的廓型切线方向与耦合偏差平行或夹角最小，因此，摆线齿轮廓型上对机床误差最不敏感点处应满足：|arctan(k)-tan(α)|取最小值；由此可以确定被磨摆线齿轮廓型点位置及根据及可以确定成形砂轮的基本廓型。4.根据权利要求1所述的一种磨削摆线齿轮的成形砂轮廓型设计方法，其特征在于，在确定成形砂轮的基本廓型后，需要以被磨摆线齿轮的一个标准廓型为单位，将砂轮廓型划分成基础廓型与扩展廓型。5.根据权利要求1所述的一种磨削摆线齿轮的成形砂轮廓型设计方法，其特征在于，在对成形砂轮廓型进行划分后，需根据机床误差，对砂轮扩展廓型进行优化；其优化原理如下：对成形砂轮扩展廓型部分进行离散，并确定离散廓型的中点，以机床耦合偏差方向对廓型形点向廓形外进行偏移。6.根据权利要求5所述的一种磨削摆线齿轮的成形砂轮廓型设计方法，其特征在于，通过对成形砂轮扩展部分廓型沿机床耦合偏差方向向廓形外进行偏移，但其扩展廓型上各点处的向外偏移量不同；成形砂轮扩展廓型上各点处的理论偏移量由该点处廓型切线方向同机床耦合偏差方向间的夹角Δsi确定，公式如下：Δsi＝sin(βi)*|Δcp