凸节曲线非圆齿轮蜗杆砂轮磨削方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103433569A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103433569103433569A(43)申请公布日2013.12.11(21)申请号201310396929.6(22)申请日2013.09.04(71)申请人重庆大学地址400044重庆市沙坪坝区沙正街174号(72)发明人李国龙何坤陈炎飚周泓曲张薇赵君(74)专利代理机构重庆博凯知识产权代理有限公司50212代理人穆祥维(51)Int.Cl.B23F9/02(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书4页说明书4页附图1页附图1页(54)发明名称凸节曲线非圆齿轮蜗杆砂轮磨削方法(57)摘要本发明公开了一种凸节曲线非圆齿轮蜗杆砂轮磨削方法，主要步骤包括：蜗杆砂轮的修整，蜗杆砂轮与齿轮的对中，蜗杆砂轮的轨迹规划；用蜗杆砂轮磨代替基于插齿原理的成形砂轮展成磨削凸节曲线非圆齿轮。蜗杆砂轮磨能够实现多齿同时磨削，比单齿的基于插齿原理的成形砂轮展成磨削方法效率高，成本也相应减少。因而，本发明具有加工效率高、加工成本低的特点，为凸节曲线非圆齿轮磨削提供了一种新选择。另外，凸节曲线非圆齿轮蜗杆砂轮磨削方法与传统圆柱齿轮蜗杆砂轮磨十分相似，主要不同点在于联动轨迹的规划上，因而易于将非圆齿轮软件控制模块集成于数控蜗杆砂轮磨齿机中。CN103433569ACN1034569ACN103433569A权利要求书1/1页1.凸节曲线非圆齿轮蜗杆砂轮磨削方法，其特征在于，主要步骤包括：蜗杆砂轮的修整，砂轮与齿轮的对中及砂轮的轨迹规划；用蜗杆砂轮磨代替基于插齿原理的成形砂轮展成磨削凸节曲线非圆齿轮。2.根据权利要求1所述的凸节曲线非圆齿轮蜗杆砂轮磨削方法，其特征在于，蜗杆砂轮的修整是利用金刚滚轮走螺旋线的方式进行修整。3.根据权利要求1所述的凸节曲线非圆齿轮蜗杆砂轮磨削方法，其特征在于，蜗杆砂轮与齿轮的对中类似于传统的圆柱齿轮对中，不同点在于非圆齿轮的顶部曲率半径随着回转角度的变化而变化，要求非圆齿轮在极角=0处与砂轮对刀。4.根据权利要求1所述的凸节曲线非圆齿轮蜗杆砂轮磨削方法，其特征在于，砂轮的轨迹规划中涉及联动轴和辅助运动轴；联动轴包括蜗杆砂轮沿齿轮径向运动的X轴、蜗杆砂轮沿齿轮轴向运动的Z轴、蜗杆砂轮旋转运动的B轴和非圆齿轮旋转运动的C轴；辅助运动轴包括蜗杆砂轮安装角调整轴A轴和蜗杆砂轮沿齿轮切向移动Y轴；A轴在加工前根据蜗杆砂轮、齿轮螺旋角预先调整好，Y轴用于蜗杆砂轮的修整、对刀和加工使用长度的分配。5.根据权利要求1所述的凸节曲线非圆齿轮蜗杆砂轮磨削方法，其特征在于，蜗杆砂轮和工作台严格按照联动数学模型运动规律联动，使砂轮在齿轮端面上的投影齿条与齿坯纯滚动，且保持齿坯节曲线与蜗杆砂轮节曲线相接触；蜗杆砂轮转速恒定，齿坯转速、蜗杆砂轮X向速度、蜗杆砂轮Z向速度联动；联动数学模型如下：式中：r为节曲线节径，为极角，为蜗杆砂轮头数，m为齿轮法向模数，为齿轮螺旋角。2CN103433569A说明书1/4页凸节曲线非圆齿轮蜗杆砂轮磨削方法技术领域[0001]本发明属于齿轮的制造领域，尤其是非圆齿轮制造领域，涉及一种凸节曲线非圆齿轮蜗杆砂轮磨削方法。背景技术[0002]非圆齿轮是一种能够实现变速比传动的集成化传动元件，具有结构紧凑、传动精确、平稳、容易实现动平衡等优点，可以代替传统的凸轮、连杆变传动比机构，因而广泛应用于自动化机械和仪器仪表中。如在流量仪表行业中，常以非圆齿轮作为核心部件构成容积式流量计；在纺织机械中，使用椭圆齿轮传动装置等来周期性的改变纬纱的密度；在印刷行业中，辊桶式平板印刷机的自动送纸装置中就使用了非圆齿轮；在造纸机械中，通过非圆齿轮改变工作行程和空行程的时间比例。[0003]非圆齿轮节曲线由一段或多段不规则函数构成，其每个齿的轮廓形状也各不相同，导致加工十分困难。传统加工方法中，粗加工主要有数控铣齿加工、数控插齿加工、数控滚齿加工和线切割加工；精加工主要采用基于插齿原理的成形砂轮展成磨削方式，使用成形砂轮逐一进行单齿展成磨削，不但效率低下，加工成本也非常高。为此，很多生产企业一般不对非圆齿轮进行磨削加工，如纺织机械中的椭圆齿轮大都采用互相配对研磨的方式，即将一对粗加工后的非圆齿轮进行长时间对滚，以期配对的非圆齿轮能达到要求的啮合状态，存在非圆齿轮互换性差、对滚时间长等突出问题。非圆齿轮现有精加工方法所存在的缺陷，已成为限制其发展与应用的一大瓶颈问题。发明内容[0004]针对现有技术中存在的上述不足，本发明提供了一种提高非圆齿轮精密加工的效率、降低加工成本的凸节曲线非圆齿轮蜗杆砂轮磨削方法。[0005]为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：凸节曲线非圆齿轮蜗杆砂轮磨削方法，主要步骤包