螺旋锥齿轮凹模齿面设计方法及螺旋锥齿轮加工方法.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CN107273612A(43)申请公布日2017.10.20(21)申请号201710448766.X(22)申请日2017.06.14(71)申请人河南科技大学地址471003河南省洛阳市涧西区西苑路48号(72)发明人杨建军张华高振山魏冰阳李聚波邓效忠(74)专利代理机构郑州睿信知识产权代理有限公司41119代理人胡伟华(51)Int.Cl.G06F17/50(2006.01)B21J5/02(2006.01)B21K1/30(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图3页(54)发明名称螺旋锥齿轮凹模齿面设计方法及螺旋锥齿轮加工方法(57)摘要本发明涉及一种螺旋锥齿轮凹模齿面设计方法及螺旋锥齿轮加工方法。本发明以实际加工出的小轮的齿面参数为基准参数，结合大轮与小轮的传动关系以及齿面接触性能、大轮齿面锻造后的变形量，计算出大轮齿面的参数，根据该大轮齿面的参数得到用于锻造大轮齿面的凹模齿面的参数，然后根据该参数加工出凹模并使用该凹模即可进行大轮的锻造加工，使锻造后大轮齿面与小轮齿面满足预定的啮合性能，避免了重新对小轮齿面进行修配的二次加工，简化了螺旋锥齿轮的加工工序，提高了加工效率。CN107273612ACN107273612A权利要求书1/2页1.螺旋锥齿轮凹模齿面设计方法，其特征是，1)以实际加工出的小轮的齿面参数为基准参数，结合大轮与小轮的传动关系以及齿面接触性能、大轮齿面锻造后的变形量，计算出大轮齿面的三维坐标点；2)根据该大轮齿面的三维坐标点得到用于锻造大轮齿面的凹模齿面的三维坐标点。2.根据权利要求1所述的螺旋锥齿轮凹模齿面设计方法，其特征是，过程1)具体包括以下步骤：第一步，根据机床加工的小轮齿面的实际参数，推导具有一定传动比关系的共轭大轮齿面Π0，大轮和小轮的一对啮合齿从啮入点到啮出点的传动比关系表示如下：其中φ2表示大轮的转动角度，φ1表小轮的转动角度，c1,c2…,cn表示传动系数；第二步，将共轭大轮齿面Π0绕其轴线进行旋转投影，得到齿面的投影面，对该平面齿面进行离散化，建立齿面的离散坐标系XOY，齿面上每个离散点的坐标记为第三步，将共轭大轮齿面Π0作为基准面，根据传动性能要求建立相对于共轭大轮齿面ijij的二次偏差曲面，二次偏差曲面点P0(Xp，Yp)的偏差表示为：δ＝a(Xpcosβ-Ypsinβ-b)，其中，a表示修形量大小，β表示啮合迹线与X轴的夹角，b表示啮合迹线的位置；第四步，根据大轮轮齿的精锻的齿面变形规律，对变形后的大轮齿面进行曲面拟合，获ijij得对应齿面点P0(XP，YP)的变形量数值Δ；第五步，将齿面的偏差和变形量与大轮共轭齿面Π0进行叠加，得到最终的适合大轮精ijijijijijij锻的目标齿面∑2，目标齿面上任一点P2的坐标表示为r2＝r0+n0(Δ+δ)。3.根据权利要求1或2所述的螺旋锥齿轮凹模齿面设计方法，其特征是，螺旋锥齿轮凹模齿面设计方法所针对的螺旋锥齿轮为格里森制或奥利康制齿轮。4.螺旋锥齿轮加工方法，其特征是，1)根据设计参数加工出小轮；2)以实际加工出的小轮的齿面参数为基准参数，结合大轮与小轮的传动关系以及齿面接触性能、大轮齿面锻造后的变形量，计算出大轮齿面的三维坐标点；3)根据该大轮齿面的三维坐标点得到用于锻造大轮齿面的凹模齿面的三维坐标点；4)根据大轮齿面的凹模齿面的参数加工出凹模，并使用凹模锻造加工出大轮。5.根据权利要求4所述的螺旋锥齿轮加工方法，其特征是，过程2)具体包括以下步骤：第一步，根据机床加工的小轮齿面的实际参数，推导具有一定传动比关系的共轭大轮齿面的参数Π0，大轮和小轮的一对啮合齿从啮入点到啮出点的传动比关系表示如下：其中φ2表示大轮的转动角度，φ1表小轮的转动角度，c1,c2…,cn表示传动系数；第二步，将共轭大轮齿面Π0绕其轴线进行旋转投影，得到齿面的投影面，对该平面齿面ij进行离散化，建立齿面的离散坐标系XOY，齿面上每个离散点的坐标记为P0(Xp，Yp)；第三步，将共轭大轮齿面Π0作为基准面，根据传动性能要求建立相对于共轭大轮齿面ijij的二次偏差曲面，二次偏差曲面点P0(Xp，Yp)的偏差表示为：δ＝a(Xpcosβ-Ypsinβ-b)，其中，a表示修形量大小，β表示啮合迹线与X轴的夹角，b表示啮合迹线的位置；第四步，根据大轮轮齿的精锻的齿面变形规律，对变形后的大轮齿面进行曲面拟合，获2CN107273612A权利要求书2/2页ijij得对应齿面P0(XP，YP)点的变形量数值Δ；第五步，将齿面的偏差和变形量与大轮共轭齿面∑0进行叠加，得到最终的适合大轮精ijijijijijij锻的目标齿面∑2，目标齿面上任一点P2的坐标表示为r2＝r0+n0(Δ+δ)。