一種漸開線齒輪的加工方法
2023-05-28 00:33:26
專利名稱：一種漸開線齒輪的加工方法
技術領域：
本發明涉及一種標準漸開線圓柱直齒輪的加工方法背景技術現有機械原理和有關齒輪的機械書籍所介紹的漸開線標準齒條刀用範成法加工漸開線標準園柱直齒輪時，標準齒條刀比標準齒條高一個齒頂隙c*m，以保證齒輪傳動具有頂隙c*m，這一部分刀刃是圓弧而不是直線，是用來切出齒輪齒根的過渡曲線部分，不是漸開線，在以後討論齒輪的切制時不再計及刀頂這一高度，認為齒條刀的分度線到齒頂線的高度為h*am；齒條刀的齒頂線進刀時不能超過極限嚙合點又稱理論嚙合點，並把極限嚙合點又稱理論嚙合點定在被切齒輪的基園與嚙合線的切點N1點上。如果超過極限嚙合點N1點就會發生根切，不根切的最少齒數zmin=2h*asin2,]]>當h*a＝1，a＝20°時，zmin＝17。當最少齒數少於17時，就會發生根切，為了避免根切需要變位，最小變位係數xmin=h*a(zmin-z)zmin.]]>這種加工方法存在嚴重問題，有的結論是錯誤的，當齒條刀進刀加工被加工齒輪時，齒條刀的齒頂線到達極限嚙合點N1點時，齒條刀的齒頂線已進入基園，基園內沒有漸開線，齒條刀切出的是普通曲線不能與漸開線嚙合傳動，不符合基本嚙合定律，傳動比不等於常數，是不允許的，基園內的齒根園處的齒間寬度小於基園處齒根園的齒間寬度，而齒條刀的齒頂寬度是漸開線的性質確定的固定寬度，齒條刀的齒頂線已進入基園內切出的普通曲線不是漸開線的延伸線，會影響齒根部強度。
發明內容
本發明的目的是克服現有範成加工方法中齒條刀齒頂線到達極限嚙合點又稱理論嚙合點N1時，已進入基園內，切出的不是漸開線而是普通的曲線，不符合基本嚙合定律，避免加工基園內普通曲線出現問題，本發明提供了一種漸開線齒輪的加工方法，該加工方法定出了正確的進刀極限位置與極限嚙合點又稱理論嚙合點NB1點，齒條刀齒頂線到達進刀極限位置，即到達極限嚙合點又稱理論嚙合點NB1時，被切齒輪的最少齒數zmin＝33.16，當被切齒輪的齒數少於33.16時，將齒條刀進行正變位加工，變位量xm，最小變位係數xmin＝0.0301536(zmin-z)，防止了齒條刀齒頂線進入基園內切出普通曲線，影響齒根部強度，保證了被切齒輪的嚙合齒廓線都是漸開線，符合了基本嚙合定律。
本發明的加工方法是標準漸開線齒條刀範成原理進刀加工漸開線園柱直齒輪時，齒條刀齒頂線進刀極限位置，是齒條刀的齒頂線與被切齒輪的基園相切於C1點時，就是齒條刀齒頂線進刀的極限位置，在極限位置時，齒條刀齒頂線與嚙合線的交點NB1就是極限嚙合點又稱理論嚙合點，齒條刀齒頂線超過極限嚙合點NB1，齒條刀進入被加工齒輪基園內，基園內切出的不是漸開線，是普通曲線，普通曲線齒廓與漸開線齒廓嚙合，不符合齒輪的基本嚙合定律，使齒輪傳動比不等於常數。
被加工齒輪的最少齒數，是保證齒條刀齒頂線在加工齒輪時，齒條刀齒頂線不超過極限嚙合點NB1，齒輪必需具有的最少齒數Zmin，當被加工齒輪的分度園與齒條刀的分度線相切於P點，被切齒輪的基園與齒條刀的齒頂線相切於C1點時，被加工齒輪為最小齒輪，最小齒輪的分度園與齒輪的基園之間的距離等於一個標準齒頂高
h*am=r12-rb12=zminm2-zminmcos2,]]>2h*a＝zmin(1-cos20°)，從式中得到最小齒輪的最少齒數zmin=2h*a(1-cos200)=21(1-cos200)=33.16,]]>最少齒數是33.16。
被加工齒輪的齒數少於33.16時，齒輪的分度園與齒輪的基園之間的距離少於一個標準齒頂高h*am，齒條刀齒頂線就會超過極限嚙合點又稱理論嚙合點NB1，進入基園內，所以當被加工齒輪的齒數少於33.16時，齒條刀必需採取正變位加工，齒輪的齒數沒有小數，確定最少齒數為34，當齒輪的齒數多於34以上時才能採用負變位加工。
變位量、最小變位係數，是齒條刀齒頂線從基園內退到與被加工齒輪的基園相切的位置，即齒條刀齒頂線從基園內最少要退到與被加工齒輪極限嚙合點又稱理論嚙合點NB1的位置，當被切齒輪的齒數為33.16時，是最小齒輪，加工最小齒輪時，齒條刀分度線與齒輪分度園相切於P點，齒條刀齒頂線與基園相切於C1點時，齒條刀處於進刀的極限位置，被加工齒輪分度園與基園之間的距離等於一個齒頂高，即h*am=zminm2-zminmcos2.]]>當被加工齒輪的齒數Z＜33.16時，度園與基園之間的距離小於一個齒頂高h*am，即zm2-zmcos2002h*am,]]>齒條刀齒頂線進入基園內的距離xm，齒條刀的齒頂高等於基園外面的高度zm2-zmcos2002,]]>加上進入基園內的高度xm，即h*am=zm2-zmcos2002+xm,]]>齒條刀必需從被加工齒輪基園內最少退出xm，即齒條刀的變位量xmzminm-zminmcos2-zm-zmcos2,]]>x12(1-cos200)(zmin-z),]]>x≥0.0301536(zmin-z)，最小變位係數xmin＝0.0301536(zmin-z)，最小變位量為xminm。當齒輪的齒數多於14個齒以上時，才能採用負變位加工方法。
本發明與過去的加工方法相比有益效果不但防止了幹涉、根切現象，還消除了切制基園內普通曲線時影響齒根部強度，保證了嚙合齒廓全是漸開線，克服了普通曲線嚙合，保證了傳動比為常數，保證了齒輪的傳動精度。
圖1是本發明的齒條刀加工齒輪進刀極限位置原理圖。
圖2是本發明的齒條刀加工齒輪進刀超過極限位置及進行變位原理圖。
圖中漸開線標準齒條刀1 被加工齒輪2 輪分度園半徑r1齒輪基園半徑rb1嚙合線與齒輪基園的切點N1齒條刀齒頂線與齒輪基園的切點C1齒條刀齒頂線與齒輪基園相切時齒條刀齒頂線又與嚙合線的交點稱極限嚙合點又稱理論嚙合點NB1齒條刀的分度線與被切齒輪的分度園相切點又是嚙合線上的點稱節點P 變位係數x 齒輪的模數m 齒條刀進入被切齒輪內的距離也是齒輪變位的變位量xm 齒頂隙c*m 齒頂隙係數c*齒頂高h*am 齒頂高係數h*a具體實施方式
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明圖1中，齒條刀1切削齒輪2的進刀極限位置，齒條刀齒頂線與齒輪的基園相切C1點，又和嚙合線相交於NB1點就是齒輪的極限嚙合點又稱理論嚙合點，為了防止齒條刀齒頂線超過極限嚙合點又稱理論嚙合點NB1，被切齒輪的分度園半徑r1與基園半徑rb1之間的最小距離為標準齒頂高h*am，國家標準齒頂高係數h*a＝1，可以計算出最少齒數，h*am=r12-rb12=zminm2-zminmcos2002,]]>2h*a＝zmin(1-cos20°)，從式中得到最小齒輪的最少齒數zmin=2h*a(1-cos200)=21(1-cos200)=33.16.]]>被加工齒輪的齒數少於33.16時，齒條刀齒頂線就會超過極限嚙合點又稱理論嚙合點NB1，進入基園內，圖2中，當被加工齒輪的齒數Z＜33.16時，齒條刀進入被加工齒輪的基園內的距離xm，必需採取正變位加工，變位量為xm，齒條刀齒頂線從基園內退到與被加工齒輪的基園相切的切點C1的位置，即齒條刀齒頂線從基園內退到與被加工齒輪極限嚙合點又稱理論嚙合點NB1點的位置。變位量xm這樣計算當被切齒輪的最少齒數Zmin＝33.16時，是最小齒輪，齒條刀進刀的極限位置是齒條刀分度線與齒輪分度園相切於P點，齒條刀齒頂線與基園相切於C1點，被加工齒輪分度園與基園之間的距離等於一個標準齒頂高，即h*am=r12-rb12=zminm2-zminmcos2;]]>當被加工齒輪的齒數Z＜33.16時，度園與基園之間的距離小於一個齒頂h*am，即r12-rb12=zm2-zmcos2002h*am,]]>齒條刀齒頂線進入基園內的距離xm，齒條刀的齒頂高h*am等於基園外面的高度zm2-zmcos2002]]>再加上進入基園內的高度xm，即h*am=zm2-zmcos2002+xm,]]>齒條刀進入基園內切不出漸開線，由於基園內的齒間寬度小於基園處的齒間寬度，基園內切出的普通曲線不是漸開線的延長線，齒輪不能正確嚙合傳動，使齒輪傳動比不等於常數，影齒輪傳動精度，還會產生幹涉、根切現象，損害齒根部強度，必需從被加工齒輪基園內最少退出xm，即齒條刀的變位量xmzminm-zminmcos2-zm-zmcos2,]]>x12(1-cos200)(zmin-z),]]>x≥0.0301536(zmin-z)，最小變位係數xmin＝0.0301536(zmin-z)，最小變位量為xminm。當齒輪的齒數多於14個齒以上時，才能採用負變位加工方法。
權利要求
1.一種漸開線齒輪的加工方法，包括標準漸齒條刀進刀加工漸開線圓柱直齒輪，變位加工齒輪，其特徵在於，齒條刀齒頂線進刀極限位置，極限嚙合點又稱理論嚙合點，被加工齒輪的最少齒數，齒條刀正變位、負變位加工，變位量、最小變位係數。
2.根據權利要求1所述漸開線齒輪的加工方法，其特徵在於，所述的齒條刀齒頂線進刀極限位置，是齒條刀的齒頂線與被切齒輪的基圓相切於(C1)點時，就是齒條刀齒頂線進刀的極限位置。
3.根據權利要求1所述漸開線齒輪的加工方法，其特徵在於，所述的極限嚙合點又稱理論嚙合點，齒條刀齒頂線在進刀極限位置時，齒條刀齒頂線與嚙合線的交點(NB1)就是極限嚙合點又稱理論嚙合點，齒條刀齒頂線超過極限嚙合點(NB1)，齒條刀進入被加工齒輪基圓內，基圓內切出的不是漸開線，是普通曲線。
4.根據權利要求1所述漸開線齒輪的加工方法，其特徵在於，所述的被加工齒輪的最少齒數，是保證齒條刀齒頂線在加工齒輪時，齒條刀齒頂線不超過極限嚙合點(NB1)，齒輪必需具有的最少齒數(Zmin)，當被加工齒輪的分度圓與齒條刀的分度線相切於(P)點，被切齒輪的基圓與齒條刀的齒頂線相切於(C1)點時，被加工齒輪為最小齒輪，最小齒輪的分度圓與基圓之間的距離等於一個標準齒頂高h*am=r12-rb12=zminm2-zminmcos2,]]>2h*a＝zmin(1-cos20°)，從式中求解得到最小齒輪的最少齒數 最少齒數是33.16。
5.根據權利要求1所述漸開線齒輪的加工方法，其特徵在於，所述的齒條刀正變位加工，負變位加工，是被加工齒輪的齒數少於33.16時，齒輪的分度圓與齒輪的基圓之間的距離少於一個標準齒頂高(h*am)，齒條刀齒頂線就會超過極限嚙合點又稱理論嚙合點(NB1)，進入基圓內，所以當被加工齒輪的齒數少於33.16時，齒條刀必需採取正變位加工，齒輪的齒數沒有小數，確定最少齒數為34，當齒輪的齒數多於34以上時才能採用負變位加工。
6.根據權利要求1所述漸開線齒輪的加工方法，其特徵在於，所述的變位量、最小變位係數，是齒條刀齒頂線從基圓內退到與被加工齒輪的基圓相切的位置，即齒條刀齒頂線從基圓內最少退到與被加工齒輪極限嚙合點又稱理論嚙合點(NB1)的位置，當被切齒輪的齒數為33.16時，是最小齒輪，加工最小齒輪時，齒條刀分度線與齒輪分度圓相切於(P)點，齒條刀齒頂線與基圓相切於(C1)點時，齒條刀處於進刀的極限位置，被加工齒輪分度圓與基圓之間的距離等於一個齒頂高(h*am)，即 當被加工齒輪的齒數Z＜33.16時，分度圓與基圓之間的距離小於一個齒頂高(h*am)，即 齒條刀齒頂線進入基圓內的距離(xm)，齒條刀的標準齒頂高(h*am)等於基圓外面的高度 加上進入基圓內的高度(xm)，即 齒條刀必需從被加工齒輪基圓內最少退出(xm)，即齒條刀必需正變位加工，齒條刀的變位量xmh*am-zm-zmcos2,]]> x≥0.0301536(Zmin-Z)，最小變位係數xmin＝0.0301536(Zmin-Z)，最小變位量為xminm。當被加工齒輪的齒數多於14個齒以上時，才能採用負變位加工方法。
全文摘要
本發明公開了一種漸開線齒輪的加工方法，本方法確定了標準齒條刀齒頂線與被加工齒輪的基圓相切時為極限進刀位置，在極限進刀位置時，齒條刀齒頂線與嚙合線的交點為極限嚙合點又稱理論嚙合點(N
文檔編號B23F5/26GK1660534SQ20041002291
公開日2005年8月31日 申請日期2004年2月23日 優先權日2004年2月23日
發明者喻勝 申請人:喻勝