一種橢圓齒線圓柱齒輪及其加工方法

2023-05-01 18:14:11

一種橢圓齒線圓柱齒輪及其加工方法
【專利摘要】一種橢圓齒線圓柱齒輪及其加工方法，屬於齒輪生產加工【技術領域】。分別對輪齒凸面與凹面進行加工，其特點是：將輪坯安裝在可沿輪坯軸心作圓周運動的支撐架上，輪坯還具有垂直於輪坯軸向的平移運動，所述輪坯的圓周運動和平移運動之間為展成運動關係；將加工齒形的刀具固定在刀架上，並使刀具作自旋轉運動，刀具與輪坯之間做展成運動，刀具自旋轉中心線與輪坯展成運動時的移動方向呈（90°－θ）的角度，其中，0°＜θ≤35°。形成的齒輪的齒廓為漸開線，齒線的展開曲線為橢圓的一部分，凸面齒線與凹面齒線具有相同的幾何形狀參數。本發明產品具有嚙合線長、傳動平穩、承載力強等特點，其更適用於高速、重載傳動機構中，也可以替代廣泛使用的直齒圓柱齒輪與斜齒圓柱齒輪的應用。
【專利說明】一種橢圓齒線圓柱齒輪及其加工方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於齒輪生產加工【技術領域】。
【背景技術】
[0002]弧齒圓柱齒輪副傳動具有嚙合線長、傳動平穩、無軸向分力等特點，在理論研究與工程應用中得到重視。已公開的《弧齒圓柱齒輪及其加工方法與加工裝置》發明專利(專利號ZL200410041297.2)提及的弧齒圓柱齒輪已得到應用，但是弧齒圓柱齒輪副的嚙合特徵與加工方法有其局限性，其嚙合重合度與承載能力還需要不斷提升，特別是其製造方法有一定的難度。
【發明內容】

[0003]本發明的目的是提供一種嚙合線長、傳動平穩、承載力強的漸開線橢圓齒線圓柱齒輪。
[0004]本發明齒輪的齒廓為漸開線，齒線的展開曲線為橢圓的一部分，凸面齒線與凹面齒線具有相同的幾何形狀參數。
[0005]所述齒線的展開曲線可以為以齒輪中間截面為對稱面的橢圓線，也可以為以齒輪中間截面為不對稱面的橢圓線。
[0006]研究表明:漸開線橢圓齒線圓柱齒輪與弧齒圓柱齒輪相比具有嚙合線長、傳動平穩、承載力強等特點，其更適用於高速、重載傳動機構中，也可以替代廣泛使用的直齒圓柱齒輪與斜齒圓柱齒輪的應用。
[0007]本發明同時還提出該齒輪的一種加工方法。
[0008]分別對輪齒凸面與凹面進行加工，其特點是:將輪坯安裝在可沿輪坯軸心作圓周運動的支撐架上，輪坯還具有垂直於輪坯軸向的平移運動，所述輪坯的圓周運動和平移運動之間為展成運動關係；將加工齒形的刀具固定在刀架上，並使刀具作自旋轉運動，刀具與輪坯之間做展成運動，刀具自旋轉中心線與輪坯展成運動時的移動方向呈(90° — Θ)的角度，其中，0° < Θ≤35°。
[0009]展成運動可以實現漸開線齒廓的加工，斜安裝的旋轉刀具可以實現橢圓齒線的加工。本發明可保證旋轉的刀具與被加工的工件之間互不幹涉，具有簡便的加工方法，可實現漸開線橢圓齒線圓柱齒輪的高效加工。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本發明的一種結構示意圖。
[0011]圖2為圖1產品的齒線展開圖。
[0012]圖3為輪齒凸面的加工方法原理圖。
[0013]圖4為輪齒凹面的加工方法原理圖。
[0014]圖5為本發明的實物圖。[0015]圖6為本發明的另一種結構示意圖。
[0016]圖7為圖6產品的齒線展開圖。
【具體實施方式】
[0017]一、加工工藝:
每個齒線輪齒主要由凸面與凹面構成。輪齒的凸面與凹面分別加工。
[0018]圖3表示了每個輪齒的凸面加工加工原理圖。
[0019]將輪坯A安裝在可沿輪坯軸心作圓周運動V2的支撐架上，輪坯A還具有垂直於輪還軸向的平移運動VI,輪還A的圓周運動V2和平移運動VI之間為展成運動關係。
[0020]將加工齒形的刀具B固定在刀架上，並使刀具B作自旋轉運動V3。
[0021]刀具B與輪坯A之間做展成運動，刀具自旋轉中心線L1與輪坯A展成運動時的移動方向呈(90° - Θ)的角度，並控制0° < Θ≤35°。
[0022]圖4表示了每個輪齒的凹面加工加工原理圖。
[0023]將輪坯A安裝在可沿輪坯軸心作圓周運動V2的支撐架上，輪坯A還具有垂直於輪還軸向的平移運動VI,輪還A的圓周運動V2和平移運動VI之間為展成運動關係。
[0024]將加工齒形的刀具B固定在刀架上，並使刀具B作自旋轉運動V3。
[0025]刀具B與輪坯A之間做展成運動。
[0026]刀具B的安裝時，其刀具自旋轉中心線L2角度與加工輪齒的凸面時的刀具自旋轉中心線L1相比，為反向Θ角。
[0027]二、產品結構特徵:
加工成的產品實物圖如圖5，結構示意圖見圖1，齒線展開圖見圖2。
[0028]本發明在圓柱面上均布的若干個輪齒1分別呈橢圓線段，齒廓2為漸開線。
[0029]齒線的展開曲線為橢圓的一部分，凸面齒線3與凹面齒線4具有相同的幾何形狀參數。在橢圓線中，橢圓的長軸為a，橢圓的短軸為b，b/a=COS0，其中，0° < Θ≤35°。
[0030]齒線的展開曲線可以為以齒輪中間截面S1為對稱面的橢圓線。製成的產品結構示意圖如圖1、2。
[0031]齒線的展開曲線也可以為以齒輪中間截面S2為不對稱面的橢圓線。製成的產品結構示意圖如圖6、7。
[0032]無論圖1還是圖6的輪齒形式，都可以增加嚙合線長度，改善輪齒的受力狀態，提高輪齒的抗彎強度與接觸強度，有效地提升齒輪的承載能力，同時增大齒輪副的嚙合重合度，使齒輪傳動更加平穩。
【權利要求】
1.一種橢圓齒線圓柱齒輪，齒輪的齒廓為漸開線，其特徵在於齒線的展開曲線為橢圓的一部分，凸面齒線與凹面齒線具有相同的幾何形狀參數。
2.根據權利要求1所述的橢圓齒線圓柱齒輪，其特徵在於:所述齒線的展開曲線為以齒輪中間截面為對稱面的橢圓線。
3.根據權利要求1所述的橢圓齒線圓柱齒輪，其特徵在於:所述齒線的展開曲線為以齒輪中間截面為不對稱面的橢圓線。
4.根據權利要求1或2或3所述的橢圓齒線圓柱齒輪，其特徵在於:所述橢圓線中，橢圓的長軸為a,橢圓的短軸為b, b/a=cos Θ，其中，0° < Θ < 35°。
5.如權利要求1所述的橢圓齒線圓柱齒輪的加工方法，分別對輪齒凸面與凹面進行加工，其特徵在於:將輪坯安裝在可沿輪坯軸心作圓周運動的支撐架上，輪坯還具有垂直於輪坯軸向的平移運動，所述輪坯的圓周運動和平移運動之間為展成運動關係；將加工齒形的刀具固定在刀架上，並使刀具作自旋轉運動，刀具與輪坯之間做展成運動，刀具自旋轉中心線與輪坯展成運動時的移動方`向呈(90° - Θ)的角度，其中，0° < Θ≤35°。
【文檔編號】B23F9/08GK103727206SQ201410023355
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2014年1月20日 優先權日:2014年1月20日
【發明者】宋愛平 申請人:宋愛平