齿向修形斜齿轮成形磨削时齿面原理性误差建模方法.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CN107908857A(43)申请公布日2018.04.13(21)申请号201711105317.1(22)申请日2017.11.10(71)申请人重庆工商大学地址400067重庆市南岸区学府大道19号申请人重庆大学(72)发明人何坤李国龙杜彦斌(74)专利代理机构石家庄科诚专利事务所(普通合伙)13113代理人徐安莲(51)Int.Cl.G06F17/50(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图4页(54)发明名称齿向修形斜齿轮成形磨削时齿面原理性误差建模方法(57)摘要本发明公开了一种齿向修形斜齿轮成形磨削时齿面原理性误差建模方法，根据接触线形态、X轴附加移动及C轴附加转动三个误差来源，分别建立齿面误差模型，在实际齿向修形齿轮加工过程中，根据实际的砂轮与齿轮的接触线形态及X、C轴的附加运动量分别计算齿面误差，所有误差的叠加构成实际齿面的原理性误差；本发明对修形齿面的原理性误差进行精确建模，提高了齿向修形齿轮的成形磨削精度。CN107908857ACN107908857A权利要求书1/2页1.一种齿向修形斜齿轮成形磨削时齿面原理性误差建模方法，其特征在于，包含以下步骤：(1)接触线形态引起的齿面误差建模；成形砂轮与齿面的接触线为空间曲线，Lz为接触线沿齿宽方向的宽度，Lf为接触线从分度圆到齿根部分沿齿宽方向的宽度，La为接触线从齿顶到分度圆部分沿齿宽方向的宽度，g(a)、g(r)、g(f)分别表示齿顶、分度圆、齿根接触线在修形曲线上对应的修形量，fHr表示上端面廓形的总斜率偏差，fHa表示齿顶斜率偏差，fHf表示齿根斜率偏差；齿向总的修形量为δ，则齿顶、分度圆、齿根处对应的修形量为采用同样的方法求出齿面上任意端截面廓形的斜率偏差，所有的端截面廓形误差构成整个齿面的原理性误差；(2)X轴附加移动引起的齿面误差建模；X轴附加移动等同于改变砂轮与齿轮的中心距，在砂轮廓形固定的前提下，由砂轮廓形包络出的齿轮廓形形状不会发生改变，将包络出的齿轮廓形沿着中心距方向进行移动；Δx为砂轮沿中心距移动的量；齿向修形量是齿廓在其分度圆处沿法线方向的偏移距离，齿廓分别在齿顶、齿根处沿各自法线方向的偏移距离Δxa、Δxf为式中，αa、αf分别为廓形的齿顶、齿根处的法线方向与水平的夹角；由X轴附加运动引起的齿廓斜率偏差为fHr＝Δxa-Δxf；(3)C轴附加转动引起的齿面误差建模；C轴附加转动等同于将包络出齿轮廓形沿齿轮中心旋转角度Δc，只是改变齿轮廓形的相位，不会改变齿廓形状及压力角，rf为齿轮的齿根圆半径，ra为齿顶圆半径，则齿廓分别在齿顶、齿根处的偏移距离Δxa、Δxf为由C轴附加转动引起的齿廓斜率偏差为2CN107908857A权利要求书2/2页fHr＝Δxa-Δxf；(4)根据实际的砂轮与齿轮的接触线形态及X、C轴的附加运动量分别计算齿面误差，所有误差的叠加构成实际齿面的原理性误差。3CN107908857A说明书1/4页齿向修形斜齿轮成形磨削时齿面原理性误差建模方法技术领域[0001]本发明属于机械加工技术领域，具体涉及一种齿向修形斜齿轮成形磨削时齿面原理性误差建模方法。背景技术[0002]成形磨削因具有高的加工精度和加工效率而被广泛应用于齿轮的精加工。在载荷作用下，齿轮在传动过程中会发生弯曲变形或扭转变形，直接造成了在齿轮宽度方向的载荷分布不均匀，加速了齿轮的传动失效。大量理论和实践表明，齿向修形能减小齿轮传动中啮入和啮出的冲击，改善载荷沿轮齿接触线不均匀分布的现象，减小振动和动载荷，提高齿轮传动精度、承载能力和使用寿命。[0003]现有修形齿轮加工方法沿用螺旋齿面的加工原理，通过改变刀具加工运动轨迹的方式实现齿面的齿向修形。由于成形磨削固有的运动几何学特性，改变砂轮的磨削轨迹会造成砂轮的磨削路径不再是标准螺旋线，齿向修形时砂轮的附加运动使得砂轮与齿轮的接触线不完全与标准修形齿面重合，导致无法加工出完全符合设计要求的修形齿面，即加工过程中会产生齿面原理性误差。而且，随着一般齿向修形量的增大，齿面的原理性误差也会进一步加剧。[0004]齿面原理性误差是齿向修形斜齿轮磨削过程中所存在的固有问题，其不同于传统的由机床误差引起的齿面误差，它是由齿向修形时齿面的不均匀切除量导致的齿面误差，齿面原理性误差严重地限制了修形齿轮的加工精度。发明内容[0005]本发明的目的就是提高齿向修形齿轮的成形磨削精度，对修形齿面的原理性误差进行精确建模。[0006]为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：[0007]一种齿向修形斜齿轮成形磨削时齿面原理性误差建模方法，包含以下步骤：[0008](1)接触线形态引起的齿面误差建模；[0009]成形砂轮与齿面的接触线为空间曲线，L