一种基准级齿轮螺旋线样板制造技术

本发明专利技术属于精密齿轮测试技术领域，公开了一种基准级齿轮螺旋线样板。本发明专利技术提供的一种易于通过展成加工法获得高精度的基准级齿轮螺旋样板为整体对称结构，样板的质心点通过样板芯轴的几何中心，基准级齿轮螺旋样板圆柱面上设有直齿槽、左旋齿槽和右旋齿槽、轴向基准环面和径向基准圆柱面、细牙螺纹和中心孔。其中，直齿槽包括0°螺旋角的异侧渐开圆柱面各一条，左旋齿槽包括左旋15°和左旋30°渐开螺旋面各一条，右旋齿槽包括右旋15°和右旋30°渐开螺旋面各一条。本发明专利技术提供的基准级齿轮螺旋线样板，其设计、加工和测量基准统一，结构对称，质量平衡，两端可安装基圆盘便于采用展成加工法获得高的加工精度。

A Kind of Helix Template for Reference Grade Gear

The invention belongs to the technical field of precision gear testing, and discloses a reference grade helix template of gear. The helical prototype of the reference gear provided by the invention is an integral symmetrical structure, and the center of mass of the prototype passes through the geometric center of the core axle of the prototype. The cylindrical surface of the helical prototype of the reference gear is provided with straight grooves, left-handed grooves and right-handed grooves, axial datum annular surface and radial datum cylindrical surface, fine thread and central hole. Among them, the straight alveolar includes one opposite involute cylindrical surface with a spiral angle of 0 degree, one left-handed alveolar includes one left-handed 15 degree and one left-handed 30 degree involute helical surface, and the right-handed alveolar includes one right-handed 15 degree and one right-handed 30 degree involute helical surface. The helical prototype of the reference gear provided by the invention has the advantages of unified design, processing and measurement datum, symmetrical structure and balanced mass, and the base disc can be installed at both ends to facilitate the use of generating processing method to obtain high processing accuracy.

【技术实现步骤摘要】
一种基准级齿轮螺旋线样板
本专利技术属于精密齿轮测试
，涉及一种用于齿轮螺旋线量值传递的基准级齿轮螺旋线样板。
技术介绍
齿轮的螺旋线总偏差是齿轮的必检项目之一。用于校准齿轮测量仪器螺旋线测量精度的标准器件是齿轮螺旋线样板，它的渐开螺旋面是检定各种螺旋线仪器的标准，用于传递齿轮螺旋线参数量值、修正仪器示值、确定仪器示值误差等。我国科技部高新司于2017年4月14日发布了先进制造
科技创新专项规划，明确提出将“机械基础技术和关键零部件”作为重点任务来抓，其中重点提到“基准级别齿轮渐开线样板和螺旋样板设计与精密制造和计量”。根据齿轮螺旋线样板国家标准GBT6468-2010的规定，齿轮螺旋线样板的精度等级分为1级和2级两个等级，基准级齿轮螺旋线样板特指1级及以上精度的齿轮螺旋线样板，用于国家级齿轮螺旋线的量值传递基准；2级精度的齿轮螺旋线样板称为标准级齿轮螺旋线样板，用于省部级计量机构或实验室齿轮螺旋线的量值传递基准。基准级齿轮螺旋样板至少要满足轮螺旋线样板国家标准中1级样板的要求，即至少具有0°的螺旋和相同设计角度的左旋和右旋各一条，齿宽要大于90mm，用于确定基圆参数的渐开线展成长度不低于15mm。对于基圆半径小于100mm的1级精度齿轮螺旋线样板的齿廓形状偏差和齿廓倾斜偏差要求不大于1.2μm；对于基圆半径大于100mm而不大于200mm的1级精度齿轮螺旋线样板的齿廓形状偏差和齿廓倾斜偏差要求不大于1.5μm。渐开螺旋面的表面粗糙度Ra不大于0.1μm。由于1级精度的齿轮螺旋线样板的精度指标极为严格，目前我国尚无相关产品问世，1级精度齿轮螺旋线样板的制造技术也尚属国内空白。
技术实现思路
为研制基准级齿轮螺旋线样板，本专利技术提供了一种易于通过展成加工法获得高精度的基准级齿轮螺旋样板。具体技术方案为：一种基准级齿轮螺旋线样板，为整体对称结构，齿轮螺旋线样板的质心点位于样板芯轴的几何中心；包括中间设置的基准级齿轮螺旋线样板圆柱面，其上设有直齿槽、左旋齿槽和右旋齿槽；左旋齿槽和右旋齿槽相对于直齿槽对称布置；齿轮螺旋线样板圆柱面两端的轴段上还设有两个位置对称的轴向基准环面和两个等直径的径向基准圆柱面；所述直齿槽包括0°螺旋角的异侧渐开圆柱面各一条，左旋齿槽包括左旋15°和左旋30°渐开螺旋面各一条，右旋齿槽包括右旋15°和右旋30°渐开螺旋面各一条。通过合理布置齿轮螺旋线样板圆柱面上直齿槽、左旋齿槽和右旋齿槽的位置，优化A端轴段和B端轴段的直径，保证整个基准级齿轮螺旋样板的质心点位于样板芯轴的几何中心。该结构特征保证了齿轮螺旋线样板加工、测量和量值传递过程中总处于质量平衡状态。上述样板芯轴的两端加工有对称的细牙螺纹和中心孔。上述基准级齿轮螺旋线样板上的渐开圆柱面或渐开螺旋面与样板的过渡处设有半径为大于5mm的退刀槽。上述样板两端径向参考基准圆柱面也是样板的设计、加工和测量基准。基准级齿轮螺旋线样板的材料选用GCr15或性能相当的材料，渐开圆柱面和渐开螺旋面的表面硬度不低于HRC60。本专利技术的有益效果在于，本专利技术提供了一种基准级齿轮螺旋线样板，包含了对称布置的0°、15°和30°异侧齿面渐开螺旋面，还加工有对称的轴向和径向参考基准。该样板的空间质心点通过样板芯轴的几何中心，确保了基准级齿轮螺旋线样板加工、测量和量值传递过程中处于质量平行状态。本专利技术提供的基准级齿轮螺旋线样板，其设计、加工和测量基准统一，结构对称，质量平衡，两端可安装基圆盘便于采用展成加工法获得高的加工精度。附图说明图1齿轮螺旋线样板直齿槽。图2齿轮螺旋线样板左旋齿槽。图3齿轮螺旋线样板右旋齿槽。图中：1基准级齿轮螺旋线样板、1-1直齿槽、1-1-1右齿面0°渐开圆柱面、1-1-2左齿面0°渐开圆柱面、1-1-3直齿槽退刀槽、1-2左旋齿槽、1-2-1左旋15°渐开螺旋面、1-2-2左旋30°渐开螺旋面、1-2-3左旋槽退刀槽、1-3右旋齿槽、1-3-1右旋15°渐开螺旋面、1-3-2右旋30°渐开螺旋面、1-3-3右旋槽退刀槽、1-4AA端轴段、1-4BB端轴段、1-5AA端径向基准圆柱面、1-5BB端径向基准圆柱面、1-6AA端轴向基准环面、1-6BB端轴向基准环面、1-7AA端细牙螺纹、1-7BB端细牙螺纹、1-8AA端中心孔、1-8BB端中心孔。具体实施方式以分度圆直径为120mm、齿宽为100mm的基准级齿轮螺旋线样板1(以下简称样板)为例，阐述该样板的设计思路与结构特征。样板的最大外圆直径设为126mm，渐开圆柱面和渐开螺旋面从基圆柱面开始，齿顶和齿根的倒角不大于0.5mm，确保渐开线的展成长度。样板外圆柱面上加工有三个齿槽，分别为直齿槽1-1、左旋齿槽1-2和右旋齿槽1-3。直齿槽包括0°螺旋角的异侧渐开圆柱面各一条，左旋齿槽包括左旋15°和左旋30°渐开螺旋面各一条，右旋齿槽包括右旋15°和右旋30°渐开螺旋面各一条；在样板外圆柱面A端面上，基准级齿轮螺旋样板上的渐开圆柱面和渐开螺旋面与样板的过渡处设有半径为大于5mm的退刀槽，并与基圆相切。退刀槽除减小应力集中外，还有利于保证渐开圆柱面和渐开螺旋面的加工精度。在A端面上三个齿槽两个异侧齿面分度圆之间的夹角为15°，从A端看三个齿槽沿顺时针方向分别为：直齿槽、右旋齿槽和左旋齿槽。左旋齿槽和右旋齿槽相对于直齿槽对称布置，左旋齿槽或右旋齿槽与直槽之间的夹角为133.245°，从而确保样板垂直于轴向方向上的质心点通过样板芯轴的几何中心。由于左旋齿槽和右旋齿槽由不同螺旋角的渐开螺旋面组成，所以左旋齿槽和右旋齿槽的槽宽沿样板的轴线方向是变化的，从而造成样板最大外圆柱段的质心不在样板芯轴的几何中心。通过调整样板A轴段和B端轴段的直径差，平衡样板最大外圆柱段的质心偏差。设A端轴向基准环面1-6A和B端轴向基准环面1-6B之间的距离为140mm，A端轴段1-4A的直径为57mm，则B端轴段1-4B的直径为64mm，就可使样板的空间质心点位于样板芯轴的几何中心。两端轴向基准环面相对于两端中心孔的端面偏摆不大于0.2μm，平行度偏差不大于0.2μm；两端径向基准圆柱面的长度相等，直径为40mm，直径差不大于1μm，圆柱度不大于0.5μm，表面粗糙度不大于0.2μm，相对于两中心孔的径跳为不大于1μm。两中心孔为带保护锥的B型中心孔，中心孔的锥度为60°0-2′，圆度误差不大于0.4μm，表面粗糙度不大于0.2μm。样板材料选用GCr15或性能相当的材料，渐开圆柱面和渐开螺旋面的表面硬度不低于HRC60。除精加工的中心孔圆锥面、螺纹面、基准圆柱面、基准环面、渐开圆柱面和渐开螺旋面外，样板其它面喷砂镀铬处理。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基准级齿轮螺旋线样板，其特征在于，整体对称结构，齿轮螺旋线样板的质心点位于样板芯轴的几何中心；包括中间设置的基准级齿轮螺旋线样板圆柱面，其上设有直齿槽、左旋齿槽和右旋齿槽；左旋齿槽和右旋齿槽相对于直齿槽对称布置；螺旋线样板圆柱面两端的轴段上还设有两个位置对称的轴向基准环面和两个等直径的径向基准圆柱面；所述直齿槽包括0°螺旋角的异侧渐开圆柱面各一条，左旋齿槽包括左旋15°和左旋30°渐开螺旋面各一条，右旋齿槽包括右旋15°和右旋30°渐开螺旋面各一条。

【技术特征摘要】
1.一种基准级齿轮螺旋线样板，其特征在于，整体对称结构，齿轮螺旋线样板的质心点位于样板芯轴的几何中心；包括中间设置的基准级齿轮螺旋线样板圆柱面，其上设有直齿槽、左旋齿槽和右旋齿槽；左旋齿槽和右旋齿槽相对于直齿槽对称布置；螺旋线样板圆柱面两端的轴段上还设有两个位置对称的轴向基准环面和两个等直径的径向基准圆柱面；所述直齿槽包括0°螺旋角的异侧渐开圆柱面各一条，左旋齿槽包括左旋15°和左旋30°渐开螺旋面各一条，右旋齿槽包括右旋15°和右旋30°渐开螺旋面各一条。2.如权利要求1所述的基准级齿轮螺旋线样板，其特征在于，芯轴的两端加工有对称的细牙螺纹和中心孔。3.如权利要求1和2所述的基准级齿轮螺旋线线样板，其特征在于，基准级齿轮螺旋线样板上的渐开圆柱面或渐开螺旋面与样板的过渡处设有半径为大于5mm的退刀槽。4.如权利要求1和2所述的基准级齿轮螺旋线线样板，其特征在于，基准级齿轮螺旋线样板的材料选用GCr15，渐开圆柱面、渐开螺旋面的表面硬度不低于HRC60。5.如权利要求1和2所述的基准级齿轮螺旋线样板，其特征在于，分度圆直径为120mm、齿宽为100mm的基准级齿...

【专利技术属性】
技术研发人员：凌四营，娄志峰，张慧阳，于宝地，陈义磊，王立鼎，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21