一种摆线齿锥齿轮端铣刀盘刀刃曲线优化方法.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CN110788413A(43)申请公布日2020.02.14(21)申请号201911040200.9(22)申请日2019.10.29(71)申请人西安交通大学地址710049陕西省西安市咸宁西路28号(72)发明人郭文超毛世民(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200代理人李红霖(51)Int.Cl.B23F21/12(2006.01)B23F21/18(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图2页(54)发明名称一种摆线齿锥齿轮端铣刀盘刀刃曲线优化方法(57)摘要本发明公开了一种摆线齿锥齿轮端铣刀盘刀刃曲线优化方法，属于摆线齿锥齿轮加工领域。一种摆线齿锥齿轮端铣刀盘刀刃曲线优化方法包括下述步骤：1)根据齿轮副参数和刀具基本参数确定刀齿切削刃分段及各段曲线形式；2)确定大轮齿顶啮合起始边界；3)求步骤2)中大轮修形边界对应的一系列小轮理论齿面点，并将它作为小轮齿根理论修形边界；4)确定小轮刀齿齿顶修形高度或/和齿根修形高度；5)根据节点相切条件和齿形修形量，计算刀刃齿顶的曲率半径或/和齿根修形的曲率半径；6)确定刀尖圆角半径。该优化方法在保证齿面接触特性的前提下能够更合理的消除齿顶齿根接触。CN110788413ACN110788413A权利要求书1/1页1.一种摆线齿锥齿轮端铣刀盘刀刃曲线优化方法，其特征在于，该方法包括下述步骤：1)根据齿轮副参数和刀具基本参数确定刀齿切削刃分段及各段曲线形式；所述刀齿切削刃包括主切削刃、齿顶修形、齿根修形、刀尖圆角与刀顶刃，以上各段曲线的节点相切；2)确定大轮齿顶啮合起始边界；3)求步骤2)中大轮修形边界对应的一系列小轮理论齿面点，并将它作为小轮齿根理论修形边界；所述小轮理论齿面为与大轮齿面完全共轭的小轮齿面；4)确定小轮刀齿齿根修形高度或者确定齿根修形高度和齿顶修形高度；5)根据节点相切条件和齿形修形量，计算刀刃齿顶的曲率半径或/和齿根修形的曲率半径；6)确定刀尖圆角半径。2.根据权利要求1所述的摆线齿锥齿轮端铣刀盘刀刃曲线优化方法，其特征在于，步骤2)中所述的大轮齿顶啮合起始边界为大轮齿面上的一条接触区上边界，为平行于齿顶的一条直线。3.根据权利要求1所述的摆线齿锥齿轮端铣刀盘刀刃曲线优化方法，其特征在于，步骤4)中确定小轮刀齿齿顶修形高度的具体过程为：求步骤3)中小轮理论边界点对应的实际小轮齿面点的刀刃曲线参数集合，取其最小值；所述最小值在小轮齿面上的一系列对应点即小轮齿根实际修形边界，所述边界到刀顶线的距离即为小轮刀齿齿顶修形高度。4.根据权利要求1所述的摆线齿锥齿轮端铣刀盘刀刃曲线优化方法，其特征在于，步骤4)中确定小轮刀齿齿根修形高度的具体过程为：求所述小轮齿顶理论修形边界对应的小轮齿面点刀刃曲线参数集合，取其最大值；所述最大值在小轮齿面上的对应轨迹为小轮齿顶实际修形边界，所述小轮齿顶实际修形边界到刀齿根部的距离即为小轮刀齿齿根修形高度。5.根据权利要求3或4所述的摆线齿锥齿轮端铣刀盘刀刃曲线优化方法，其特征在于，所述小轮理论边界通过旋转投影来确定小轮实际修形边界。6.根据权利要求1所述的摆线齿锥齿轮端铣刀盘刀刃曲线优化方法，其特征在于，根据受刀顶宽和顶刃倾角，通过试错法求刀尖圆角半径的最大值。7.根据权利要求6所述的摆线齿锥齿轮端铣刀盘刀刃曲线优化方法，其特征在于，求得的最大刀尖圆角半径满足：最大刀尖圆角半径不能造成过度旁切，即切齿时副切削刃的刀尖不能切到齿槽另一侧的齿面；最大刀尖圆角半径应保证齿根过度曲面不能与配对齿轮的齿顶发生干涉。2CN110788413A说明书1/6页一种摆线齿锥齿轮端铣刀盘刀刃曲线优化方法技术领域[0001]本发明属于摆线齿锥齿轮加工领域，具体为一种摆线齿锥齿轮端铣刀盘刀刃曲线优化方法。背景技术[0002]摆线齿锥齿轮因其产形轮齿线为延伸外摆线而得名，它采用等高齿制，以平面产形轮原理连续分度法(Face-hobbing)铣齿加工。摆线齿锥齿轮齿制有三种：德国克林贝格制(Klingelnberg)、瑞士奥利康制(Oerlikon)和美国格里森制(Gleason)，分别简称克制、奥制和格制。[0003]摆线齿锥齿轮假想平面产形轮产形面的成形原理：刀盘和产形轮各有一个滚圆，刀盘相对于产形轮的运动可看作是刀盘滚圆在产形轮滚圆上作纯滚动，即刀盘滚圆直径与产形轮滚圆直径的比等于刀盘刀齿组数和产形轮齿数的比。当刀盘滚圆在产形轮滚圆上纯滚动时，刀刃相对于产形轮扫出的曲面即为产形轮齿面，刀刃上的点在产形轮平面内的轨迹为延伸外摆线。被加工齿轮的齿面由产形轮齿面包络而成。实际加工中，用机床摇盘代表产形轮，其刀盘刀齿分为若干组，每组至少有一个内刀和一个外刀，分别加工被加工齿轮