PDF《等基圆曲线齿锥齿轮数控加工技术》

图中,AB 为圆弧,CD 为设 计刀具处当量齿轮齿廓渐开线,BC 为连接 AB 与CD 间的直线.轮齿齿廓修形由刀具廓线 修形来实现,刀具廓线采用抛物线修形,修形中心点选择在当量齿轮分度圆上,修形量在圆 周方向上度量,且仅对 E 点以上的部分修形,修形刀具廓线为 ABCED',半径 k r 处的修形 量ks为2020()kkvkkssrrl=?(7) 式中:

0 k l ―齿廓修形参考点到修形中心点的距离(mm) ;

0 k s ―

0 k l 处齿廓修形量,由啮合分析确定(mm) ;

v r ―当量齿轮分度圆半径(mm) . k r ――参变量;

k s k vb r n i J K a i J K B R n j JJ K a j JJ K n o a o k α B τ C τ k r a r v r C r B r f r a ω ' n j JJ K '' n j JJ K 图4指状铣刀轴截形

5、等基圆锥齿轮加工原理 河南科技大学4等基圆锥齿轮不同锥距处当量齿轮的基圆半径相同, 这就为用一把铣刀仿形 精加工曲线齿锥齿轮提供了理论依据. 等基圆锥齿轮不同锥距处齿线的螺旋角是 按特殊规律变化的.因此,仿形切齿过程中,当刀具沿分锥母线匀速运动时,必 须控制轮坯按特定的规律变速回转,保证所切锥齿轮的齿线螺旋角 β 与锥距 R 满足特定的函数关系式.这种刀具与轮坯间的特定相对运动关系,只有采用数控 加工技术才能实现. 用指状铣刀数控仿形精加工等基圆锥齿轮, 是根据锥齿轮与平面冠轮啮合原 理来实现的. 在数控加工机床上, 铣刀轴线与分锥母线垂直, 与锥齿轮轴线共面, 由微机-伺服电机系统控制刀具沿假想冠轮的径向移动, 轮坯按与冠轮的啮合关 系回转,保证刀具走齿线的等距线,则可加工出等基圆锥齿轮齿面.等基圆锥齿 轮的数控仿形加工系统原理如图

5 所示.刀具由大端 e R 移动到锥距为 R 时,刀 具移动的距离 L 与轮坯转角 z θ 的关系为 e R sin e z L R θ θ θ δ = ? ? ? ? ± ? = ? ? (8) 式中 ± ―"+"用于右旋齿线, "-"用于左旋齿线;

e θ ―刀具处在 e R 时对应的刀具中心极角;

θ ―刀具处在R 时对应的刀具中心极角. 图5等基圆锥齿轮加工系统示意图 河南科技大学

56、实际加工 依据上述加工原理,项目组开发了等基圆锥齿轮的数控加工模块,设计并制造了加工刀 具,并成功的应用于实际加工中. 图1等基圆小轮加工中 图2等基圆大轮加工中 、 河南科技大学6图3等基圆齿轮副滚检中 图4精加工完毕的等基圆大轮 河南科技大学7图5精加工完毕的等基圆齿轮副

二、创新要点 本项目的创新之处主要在于:等基圆曲线齿锥齿轮数控加工模块的开发.

三、技术指标

1、最大加工模数:

50 毫米.

2、最大加工直径:40000 毫米.

四、其它说明

1、由于该齿轮属于新型齿制的曲线齿锥齿轮,国内外暂无精度等级标准.根据项目组 的实际加工来看, 其加工精度体现在噪音、 震动等方面的指标均可达到同规格弧齿锥齿轮的 要求.

2、由于该齿轮的加工刀具为指形铣刀,其加工成本极其低廉,可广泛替代直齿锥齿轮、 弧齿锥齿轮. 河南科技大学.机电工程学院 联系人:王斌,13939923095