一种摆线齿锥齿轮整体刀盘设计方法.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CN110788412A(43)申请公布日2020.02.14(21)申请号201911039106.1(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2页说明书7页附图3页(54)发明名称一种摆线齿锥齿轮整体刀盘设计方法(57)摘要本发明公开了是一种摆线齿锥齿轮整体刀盘设计方法，属于摆线齿锥齿轮加工领域。一种摆线齿锥齿轮整体刀盘设计方法，按照如下步骤：(1)确定产形轮基本参数；(2)确定产形轮齿线方程；(3)确定铲磨圆半径；(4)确定刀齿设计与安装参数；(5)规划刀盘上刀齿总体布置。利用本发明的设计方法得到的刀盘，能够采用传统铲齿工艺加工，无需专用的磨刀机与检刀机，大大降低了刀盘设计与加工难度；适用于现有的弧齿锥齿轮铣齿机，使之同时具备了加工弧齿锥齿轮和摆线齿锥齿轮的能力；弧铣刀盘铲齿工艺技术成熟，且设备充足，降低了设计与制造成本，同时弥补了现阶段摆线齿锥齿轮机床与刀具加工能力差的缺陷。CN110788412ACN110788412A权利要求书1/2页1.一种摆线齿锥齿轮整体刀盘设计方法，其特征在于，包括下述步骤：1)根据齿轮副参数和刀具基本参数确定产形轮的齿数、刀盘的径向刀位和角向刀位；2)确定刀盘名义半径所在平面内的产形轮齿线方程；3)根据产形轮实际齿宽及避免后刀面干涉，确定步骤2)中产形轮齿线的有效范围；将所述有效范围的产形轮齿线进行离散化处理，并用近似圆弧拟合离散化后的曲线，从而确定铲磨圆的半径及圆心位置；4)根据所选刀片参数和铲磨圆参数确定刀槽中心偏距、理论槽底高度及刀齿偏置角；5)根据刀齿设计与安装参数规划刀盘圆周方向的刀齿顺序和刀齿夹角。2.根据权利要求1所述的摆线齿锥齿轮整体刀盘设计方法，其特征在于，所述步骤1)中，按照下式确定产形轮齿数：其中，zp为产形轮齿数，z1为小轮齿数，z2为大轮齿数，为齿轮副节锥角修正量，δ01为小轮节锥角，δ02为大轮节锥角。3.根据权利要求1所述的摆线齿锥齿轮整体刀盘设计方法，其特征在于，所述产形轮的中点半径等于齿轮副中点锥距；所述产形轮的中点螺旋角等于齿轮副中点螺旋角；所述齿轮副中点锥距和齿轮副中点螺旋角均由设计得到。4.根据权利要求3所述的摆线齿锥齿轮整体刀盘设计方法，其特征在于，当齿轮副有偏置距时，产形轮的中点半径和中点螺旋角均取大轮相应的参数。5.根据权利要求1所述的摆线齿锥齿轮整体刀盘设计方法，其特征在于，步骤2)中，产形轮齿线方程为：其中，r0为名义刀盘半径，Md为径向刀位，q为角向刀位，θ0为刀盘参考点与产形轮齿面中点重合时的刀盘径矢与产形轮径矢夹角，θk为刀盘转角，θc为产形轮旋角，二者转动关系满足：z0为刀盘头数。6.根据权利要求5所述的摆线齿锥齿轮整体刀盘设计方法，其特征在于，所述角向刀位加工左旋齿轮为正，右旋齿轮为负。7.根据权利要求5所述的摆线齿锥齿轮整体刀盘设计方法，其特征在于，步骤3)中，将所述产形轮齿线有效范围离散并用近似圆弧拟合离散化后的曲线，方程表达式为：2CN110788412A权利要求书2/2页铲磨圆圆心及半径：其中，产形轮齿线上离散点的个数为n，离散点i的坐标为(xi,yi)，a，b和c为方程(4)的求解变量。8.根据权利要求7所述的摆线齿锥齿轮整体刀盘设计方法，其特征在于，所述铲磨圆半径为铲磨时刀齿理论安装半径，以该值来计算磨刀工装的刀齿安装基距，刀齿顶刃后角为标准12°。9.根据权利要求7所述的摆线齿锥齿轮整体刀盘设计方法，其特征在于，所述步骤4)中根据所选刀片参数和铲磨圆参数确定装刀槽参数，具体为：由几何关系得知装刀槽参数公式分别为：Dk＝r0cosβ＝r0cos(α+υb)(10)Ek＝Ebsinγ＝Ebsin(ε-α)(11)其中，Ek为刀槽中心偏距，Dk为理论槽底高度，νb为刀齿偏置角，Eb为铲磨中心到刀盘中心距离。10.根据权利要求1所述的摆线齿锥齿轮整体刀盘设计方法，其特征在于，步骤5)中，规划刀盘圆周方向的刀齿顺序和刀齿夹角具体为：每组刀齿由内刀齿和外刀齿组成，刀齿顺序按照内刀在前，外刀在后，且内外刀齿相间在圆周方向均匀布置；刀齿夹角按照相邻同名刀齿间的夹角为360°/z0，同组刀齿的内外刀夹角为180°/z0。3CN110788412A说明书1/7页一种摆线齿锥齿轮整体刀盘设计方法技术领域[0001]本发明属于摆线齿锥齿轮加工领域，尤其是一种摆线齿锥齿轮整体刀盘设计方法。背景技术[0002]摆线齿