齿向修形斜齿轮蜗杆砂轮磨削时齿面扭曲补偿方法.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CN107626987A(43)申请公布日2018.01.26(21)申请号201711105341.5(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.B23F23/10(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图3页(54)发明名称齿向修形斜齿轮蜗杆砂轮磨削时齿面扭曲补偿方法(57)摘要本发明涉及一种齿向修形斜齿轮蜗杆砂轮磨削时齿面扭曲补偿方法，解决了蜗杆砂轮磨削带齿向修形的斜齿轮时存在的齿面扭曲问题，在建立齿向修形斜齿轮蜗杆砂轮磨削时的齿面扭曲量计算模型的基础上，根据齿面扭曲量计算蜗杆砂轮修整时的砂轮附加运动量，并在常规的蜗杆砂轮修整运动上叠加附加运动改变砂轮左右齿面的压力角，针对齿面扭曲时齿轮端截面廓形压力角的连续变化趋势，通过连续改变砂轮宽度方向的压力角来补偿齿面扭曲，提高了齿向修形斜齿轮的蜗杆砂轮磨削精度。CN107626987ACN107626987A权利要求书1/1页1.一种齿向修形斜齿轮蜗杆砂轮磨削时齿面扭曲补偿方法，其特征在于，保持金刚滚轮的位置不变，在常规的蜗杆砂轮修整运动上，叠加沿竖直方向的附加运动量ΔZ及沿径向方向的补偿量ΔX，在砂轮宽度方向上连续地改变蜗杆砂轮的压力角；蜗杆砂轮沿竖直方向的附加运动量ΔZ是根据当前磨削位置处的齿轮左右齿面廓形压力角误差值计算得到；其中：式中，Δα表示砂轮压力角补偿量，A表示蜗杆砂轮修整时砂轮与齿轮的中心距，αn表示齿轮的法向压力角，Lp表示齿轮廓形的有效展开长度，γ表示蜗杆砂轮的导程角，αl、αr分别表示扭曲齿面的左、右压力角误差值，dw、dd分别表示蜗杆砂轮、金刚滚轮的分度圆直径，ra、rf、rb分别表示齿轮的齿顶圆、齿根圆、基圆半径，ατ表示齿轮的端面压力角，mn表示齿轮的模数，zw表示蜗杆砂轮的头数；当蜗杆砂轮沿竖直方向移动一个附加运动量ΔZ之后，蜗杆砂轮与金刚滚轮的中心距会发生改变，蜗杆砂轮修整时需根据几何关系计算出沿砂轮径向方向的补偿量ΔX；式中，A表示蜗杆砂轮修整时砂轮与齿轮的标准中心距，ΔZ表示蜗杆砂轮沿竖直方向的附加运动量；根据齿面扭曲表现为齿轮廓形压力角误差在齿宽方向上连续发生变化的特点，计算出的蜗杆砂轮附加运动量也会相应地发生变化，叠加附加运动后修整的蜗杆砂轮在宽度方向上的廓形压力角也是连续变化的，能够补偿齿向修形齿面的扭曲误差。2CN107626987A说明书1/5页齿向修形斜齿轮蜗杆砂轮磨削时齿面扭曲补偿方法技术领域[0001]本发明属于齿轮制造技术领域，具体涉及一种齿向修形斜齿轮蜗杆砂轮磨削时齿面扭曲补偿方法。背景技术[0002]随着整个机械行业对齿轮性能和传动精度的要求越来越高，传统的齿轮设计和加工精度已经不能满足行业的需求。为满足现代机械传动的高速、重载、低噪声、高寿命等要求，在保证齿轮的加工精度的前提下，需对齿轮进行齿向修形。现有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轮的齿向修形。但由于蜗杆砂轮磨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螺旋齿面，加工过程中会产生齿面扭曲现象。而且，随着齿向修形量的增大，齿面的扭曲量也会进一步加剧。[0003]目前国外的几大主要蜗杆砂轮磨齿机生产厂商，例如，Kapp,Reishaue,Gleason,Liebherr等都拥有各自的专利方法在实现齿向修形的同时实现对齿面扭曲的控制和补偿，其原理都是通过对蜗杆砂轮进行修整，主动改变蜗杆砂轮的外形从而使磨削过程产生一定的扭曲，并将该扭曲作为补偿量叠加到自然产生的扭曲上，实现对齿面扭曲的控制和补偿。经过特殊修整的蜗杆砂轮在轴向方向的砂轮参数与齿轮宽度方向的修形量之间必须满足严格的对应关系，这将导致砂轮修整程序的复杂化，降低了加工效率。同时，用于齿面扭曲补偿而修整的蜗杆砂轮将不再具有通用性，使得砂轮的利用率明显降低，增大了磨齿加工成本。国内李国龙等通过对蜗杆砂轮磨齿时的接触迹进行分析，提出了一种常用齿向鼓形修形曲线的改进设计方法，仿真结果表明该方法在一定程度上能够减小齿面扭曲现象。[0004]国内虽然对齿向修形斜齿轮加工时产生的齿面扭曲问题进行了一些研究，但我国的蜗杆砂轮磨齿机床还没有完全解决齿面扭曲问题。国外的Reishauer、Gleason等齿轮机床制造商研制的磨齿机床虽然具有齿面扭曲补偿功能，但由于技术封锁的原因导致无法得