新型三圆弧齿轮滚刀制造技术

本发明专利技术公开了一种新型三圆弧齿轮滚刀，包括：多个滚刀齿；滚刀齿的齿形轮廓线包括：依次连接的第一齿根直线、第一主切削直线、第一副切削直线、第一齿顶圆弧、第二齿顶圆弧、第二副切削直线、第二主切削直线和第二齿根直线；第一齿顶圆弧由依次连接的第一上段圆弧、第一中段圆弧和第一下段圆弧构成；第一上段圆弧与第一中段圆弧相切；第一中段圆弧与第一下段圆弧相切；第二齿顶圆弧由依次连接的第二上段圆弧、第二中段圆弧和第二下段圆弧构成；第二上段圆弧与第二中段圆弧相切；第二中段圆弧与第二下段圆弧相切。本发明专利技术的有益之处在于，被加工的齿轮具有较高的齿根强度。

【技术实现步骤摘要】
新型三圆弧齿轮滚刀
本专利技术涉及一种齿轮滚刀，尤其适用于加工渐开线齿轮的齿轮滚刀。
技术介绍
对于渐开线齿轮，特别是用于重载传动的齿轮，齿根的强度往往是限定传动能力的主要因素，例如：在风电齿轮箱行星轮系中，行星轮齿根强度往往是传扭中最薄弱的一环。改善齿根应力分布能够提升产品的承载能力，而优化齿轮根部过度曲线能够有效改善齿根应力分布。在生产中，滚齿加工应用最为广泛。目前，滚刀通常采用全圆弧结构，使用该类刀具加工出的齿轮齿根强度较弱。
技术实现思路
为了解决现有技术的不足，本专利技术提供了一种新型三圆弧齿轮滚刀，采用三圆弧结构优化齿顶圆弧，相比全圆弧滚刀齿形结构，能够产生更大的滚刀齿顶圆弧，可以有效改善齿根过度曲线上的曲率分布，增大齿根过度曲线的曲率半径，降低齿根最大应力，提高渐开线齿轮齿根强度。为了实现上述目标，本专利技术采用如下方案：一种新型三圆弧齿轮滚刀，包括：多个滚刀齿；滚刀齿的齿形轮廓线包括：依次连接的第一齿根直线、第一主切削直线、第一副切削直线、第一齿顶圆弧、第二齿顶圆弧、第二副切削直线、第二主切削直线和第二齿根直线。第一齿顶圆弧由依次连接的第一上段圆弧、第一中段圆弧和第一下段圆弧构成；第一上段圆弧与第一中段圆弧相切；第一中段圆弧与第一下段圆弧相切；第一中段圆弧的半径大于第一上段圆弧和第一下段圆弧的半径。第二齿顶圆弧由依次连接的第二上段圆弧、第二中段圆弧和第二下段圆弧构成；第二上段圆弧与第二中段圆弧相切；第二中段圆弧与第二下段圆弧相切；第二中段圆弧的半径大于第二上段圆弧和第二下段圆弧的半径。第一上段圆弧连接至第二上段圆弧；第一上段圆弧与第二上段圆弧相切；第一下段圆弧连接至第一副切削直线且在交点处相切；第二下段圆弧连接至第二副切削直线且在交点处相切。滚刀齿定义有一对称线，该对称线满足第一副切削直线、第一主切削直线和第一齿根直线与第二副切削直线、第二主切削直线和第二齿根直线关于对称线对称。滚刀齿定义有一中线，该中线通过第一上段圆弧与第二上段圆弧的切点。进一步地，第一中段圆弧和第一中段圆弧的圆心位于中线的两侧；第二中段圆弧和第二中段圆弧的圆心位于中线的两侧。进一步的，对称线与中线重合。两侧同时加强，适用于双向传动。进一步地，第一齿顶圆弧与第二齿顶圆弧关于中线对称。进一步地，第一副切削直线、第一主切削直线和第一齿根直线与第二副切削直线、第二主切削直线和第二齿根直线关于中线对称。进一步的，对称线与中线平行。着重加强一侧，适用于单向传动。进一步地，第一上段圆弧和第二上段圆弧的相交点位于对称线的一侧。进一步地，第一齿顶圆弧与第二齿顶圆弧关于中线非对称。进一步地，第一副切削直线、第一主切削直线和第一齿根直线与第二副切削直线、第二主切削直线和第二齿根直线关于中线非对称。本专利技术的有益之处在于，采用三圆弧结构优化齿顶圆弧，相比全圆弧滚刀齿形结构，能够产生更大的滚刀齿顶圆弧，可以有效改善齿根过度曲线上的曲率分布，增大齿根过度曲线的曲率半径，降低齿根最大应力，提高渐开线齿轮齿根强度。附图说明图1是本专利技术的一个实施例的新型三圆弧齿轮滚刀的滚刀齿的齿形轮廓线的示意图；图2是本专利技术的另一个实施例的新型三圆弧齿轮滚刀的滚刀齿的齿形轮廓线的示意图。滚刀齿100，中线101，第一齿根直线AB，第一主切削直线BC，第一副切削直线CD，第一齿顶圆弧DG，第一上段圆弧FG，第一中段圆弧EF，第一下段圆弧DE，第二齿顶圆弧GJ，第二上段圆弧GH，第二中段圆弧HI，第二下段圆弧IJ，第二副切削直线JK，第二主切削直线KL，第二齿根直线LM；滚刀齿200，中线201，对称线202，第一上段圆弧QS，第一中段圆弧PQ，第一下段圆弧NP，第二上段圆弧ST，第二中段圆弧TU，第二下段圆弧UV。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术作具体介绍。作为第一实施例，如图1所示，一种齿轮滚刀，包括：多个滚刀齿100。滚刀齿100的齿形轮廓线包括：依次连接的第一齿根直线AB、第一主切削直线BC、第一副切削直线CD、第一齿顶圆弧DG、第二齿顶圆弧GJ、第二副切削直线JK、第二主切削直线KL和第二齿根直线LM。齿轮滚刀的滚刀齿100的单侧齿顶圆弧由三段圆弧构成，因此齿轮滚刀也可以称为新型三圆弧齿轮滚刀。第一齿根直线AB和第一主切削直线BC相接于B点。第一主切削直线BC和第一副切削直线CD相接于C点。第一副切削直线CD和第一齿顶圆弧DG相接于D点。第一齿顶圆弧DG和第二齿顶圆弧GJ相接于G点。第二齿顶圆弧GJ和第二副切削直线JK相接于J点。第二副切削直线JK和第二主切削直线KL相接于K点。第二主切削直线KL和第二齿根直线LM相接于L点。第一齿顶圆弧DG由依次连接的第一上段圆弧FG、第一中段圆弧EF和第一下段圆弧DE构成。第一上段圆弧FG与第一中段圆弧EF相切。第一上段圆弧FG和第一中段圆弧EF在F点相接且切点为F点。第一中段圆弧EF与第一下段圆弧DE相切。第一中段圆弧EF与第一下段圆弧DE在E点相接且切点为E点。第一下端圆弧DE连接至第一副切削直线CD且切点为D点。第一中段圆弧EF的半径R2大于第一上段圆弧FG的半径R1。且第一中段圆弧EF的半径R2大于第一下段圆弧DE的半径R3。O2点为第一中段圆弧EF的圆心。O1点为第一上段圆弧FG的圆心。O3点为第一下段圆弧DE的圆心。第二齿顶圆弧GJ由依次连接的第二上段圆弧GH、第二中段圆弧HI和第二下段圆弧IJ构成。第二上段圆弧GH与第二中段圆弧HI相切。第二上段圆弧GH与第二中段圆弧HI在H点相接且切点为H点。第二中段圆弧HI与第二下段圆弧IJ相切。第二中段圆弧HI与第二下段圆弧IJ在I点相接且切点为I点。第二下端圆弧IJ与第二副切削直线JK相连，相连点为J点；且第二下端圆弧IJ与第二副切削直线JK相切，切点为相连点即J点。第二中段圆弧HI的半径大于第二上段圆弧GH的半径且第二中段圆弧HI的半径大于第二下段圆弧IJ的半径。第一上段圆弧FG连接至第二上段圆弧GH。第一上段圆弧FG和第二上段圆弧GH在G点处相接。第一上段圆弧FG与第二上段圆弧GH相切。切点为G点。第一下段圆弧DE连接至第一副切削直线CD，相接点为D点。第二下段圆弧IJ连接至第二副切削直线JK，相接点为J点。由于滚齿加工的齿轮，齿轮齿形与滚刀齿形存在一定共轭关系。若滚刀齿顶圆弧发生改变，齿轮过度曲线也随之改变。通过优化滚刀结构达到优化齿轮过度曲线，进而提升齿根强度。该齿轮滚刀能够产生更大的滚刀齿顶圆弧，能够有效改善齿根过度曲线上的曲率分布，增大齿根过度曲线的曲率半径，降低齿根最大应力，提高渐开线齿轮齿根强度。可以根据需要调整第一齿顶圆弧DG的第二齿顶圆弧GJ的3段圆弧的半径。齿顶圆弧的半径组合存在多种方式，不同组合方式下，其共轭齿轮渐开线展长基本不受影响，其共轭齿根过度曲线曲率分布能够有效改善，齿根强度明显提升。滚刀齿100定义有一中线101。中线101通过第一上端圆弧FG和第二上端圆弧GH的切点G点。第一中段圆弧EF和第一中段圆弧EF的圆心O2位于中线101的两侧。第二中段圆弧HI和第二中段圆弧HI的圆心位于中线101的两侧。滚刀齿100定义有对称线。第一齿根直线AB，第一主切削直线BC和第一副切削直线CD与第二齿根直线LM、第二主切削直线KL和第二副本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型三圆弧齿轮滚刀，包括：多个滚刀齿；其特征在于，所述滚刀齿的齿形轮廓线包括：依次连接的第一齿根直线、第一主切削直线、第一副切削直线、第一齿顶圆弧、第二齿顶圆弧、第二副切削直线、第二主切削直线和第二齿根直线；所述第一齿顶圆弧由依次连接的第一上段圆弧、第一中段圆弧和第一下段圆弧构成；所述第一上段圆弧与所述第一中段圆弧相切；所述第一中段圆弧与所述第一下段圆弧相切；所述第一中段圆弧的半径大于所述第一上段圆弧和所述第一下段圆弧的半径；所述第二齿顶圆弧由依次连接的第二上段圆弧、第二中段圆弧和第二下段圆弧构成；所述第二上段圆弧与所述第二中段圆弧相切；所述第二中段圆弧与所述第二下段圆弧相切；所述第二中段圆弧的半径大于所述第二上段圆弧和所述第二下段圆弧的半径；所述第一上段圆弧连接至所述第二上段圆弧；所述第一上段圆弧与所述第二上段圆弧相切；所述第一下段圆弧连接至第一副切削直线且在连接点处相切；所述第二下段圆弧连接至所述第二副切削直线且在连接点处相切。

【技术特征摘要】
1.一种新型三圆弧齿轮滚刀，包括：多个滚刀齿；其特征在于，所述滚刀齿的齿形轮廓线包括：依次连接的第一齿根直线、第一主切削直线、第一副切削直线、第一齿顶圆弧、第二齿顶圆弧、第二副切削直线、第二主切削直线和第二齿根直线；所述第一齿顶圆弧由依次连接的第一上段圆弧、第一中段圆弧和第一下段圆弧构成；所述第一上段圆弧与所述第一中段圆弧相切；所述第一中段圆弧与所述第一下段圆弧相切；所述第一中段圆弧的半径大于所述第一上段圆弧和所述第一下段圆弧的半径；所述第二齿顶圆弧由依次连接的第二上段圆弧、第二中段圆弧和第二下段圆弧构成；所述第二上段圆弧与所述第二中段圆弧相切；所述第二中段圆弧与所述第二下段圆弧相切；所述第二中段圆弧的半径大于所述第二上段圆弧和所述第二下段圆弧的半径；所述第一上段圆弧连接至所述第二上段圆弧；所述第一上段圆弧与所述第二上段圆弧相切；所述第一下段圆弧连接至第一副切削直线且在连接点处相切；所述第二下段圆弧连接至所述第二副切削直线且在连接点处相切。2.根据权利要求1所述的新型三圆弧齿轮滚刀，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭华杰，苏景鹤，王红，陈强，曹洪，
申请(专利权)人：南京高速齿轮制造有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32