一种用于提升齿轮重合度的椭圆弧滚刀制造技术

本发明专利技术提供了一种用于提升齿轮重合度的椭圆弧滚刀，通过将齿顶面设计为椭圆弧面，相对全圆弧滚刀可有效降低齿轮的最小曲率半径，加长齿轮渐开线长度，提升齿轮重合度。同时，相对双圆弧滚刀可减小齿根弯曲应力。对于现有技术中全圆弧滚刀滚齿的齿根圆弧大，齿根弯曲应力小，但是渐开线起点较高，齿轮重合度低。双圆弧滚刀滚齿的渐开线起点低，渐开线长，重合度大，但是齿根圆弧小，齿根弯曲应力大的问题，本发明专利技术椭圆弧滚刀滚齿的渐开线起点接近双圆弧滚刀，同时齿根圆弧又接近全圆弧滚刀，很好地集合了全圆弧滚刀和双圆弧滚刀的优点，规避了全圆弧滚刀和双圆弧滚刀的缺点，在保证齿轮弯曲强度的前提下，提升了齿轮的重合度，降低了变速箱的噪音。变速箱的噪音。变速箱的噪音。

【技术实现步骤摘要】
一种用于提升齿轮重合度的椭圆弧滚刀


[0001]本专利技术涉及齿轮传动
，具体为一种用于提升齿轮重合度的椭圆弧滚刀。

技术介绍

[0002]齿轮传动是变速箱的关键传动装置，齿轮的设计水平和制造精度对变速箱的噪音、寿命等性能指标有着重要影响。齿轮设计参数中的重合度对啮合噪音有直接影响，齿根圆弧对齿轮的弯曲强度、寿命影响明显。而齿轮的重合度和齿根圆弧又受齿轮刀具设计和制造的制约，较难平衡。
[0003]在齿轮加工工艺中，滚齿工艺在满足产品需求的基础上效率更高，是齿轮加工的最主要方式之一，齿轮滚刀也成为齿轮刀具中应用最广泛的刀具。滚刀的齿顶曲线形状决定了齿轮齿根过渡曲线的形状，而齿轮齿根过渡曲线对齿轮重合度和齿根弯曲强度有着重要影响。在工程应用，齿轮滚齿加工的齿根过渡曲线一般有全圆弧、双圆弧两种形状，全圆弧齿根的齿轮弯曲强度好，但是渐开线的最小曲率半径较大，齿轮重合度低，啮合过程噪音大。双圆弧齿根可有效降低齿轮的最小曲率半径，增大啮合重合度，提升传动平稳性，但是会削弱齿根弯曲强度。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中齿轮滚齿加工采用全圆弧、双圆弧两种形状，但是全圆弧齿根存在渐开线的最小曲率半径较大，齿轮重合度低，啮合过程噪音大的问题，双圆弧齿根存在齿根弯曲应力大、弯曲强度差的问题，本专利技术提供一种用于提升齿轮重合度的椭圆弧滚刀，结构简单，可有效降低齿轮的最小曲率半径，加长齿轮渐开线长度，提升齿轮重合度，同时减小齿根弯曲应力，增强齿根弯曲强度，很好地弥补了全圆弧、双圆弧滚刀各自的缺陷。<br/>[0005]本专利技术是通过以下技术方案来实现：
[0006]一种用于提升齿轮重合度的椭圆弧滚刀，包括椭圆弧滚刀本体，椭圆弧滚刀本体包括刀体以及沿刀体外表面轴向延伸的若干组齿排；每组齿排上排布有若干个切削齿，每组相邻切削齿间为齿槽，切削齿包括齿顶面、两侧的齿侧面和齿根面，齿侧面与刀体截面的夹角为压力角，切削齿的齿顶呈椭圆弧形状，在齿顶椭圆弧面和齿侧面之间为倾斜面，倾斜面与齿顶椭圆弧面相切；
[0007]其中切削齿的法向齿形轮廓线包括第一齿切削直线、齿顶椭圆弧线、第二齿切削直线；
[0008]其中以齿顶椭圆弧线的纵向中心线为中心，第一齿切削直线和第二齿切削直线分别连接在齿顶椭圆弧线的两端。
[0009]优选的，第一齿切削直线包括依次连接的第一齿根直线、第一主切削直线和第一副切削直线；其中第一主切削直线为滚刀压力角α对应齿形线段所设置的直线，第一副切削直线为滚刀倾斜角Q与齿顶椭圆弧线的相切线。
[0010]进一步的，齿顶椭圆弧线的一端凸角至第一齿根直线之间设置第一滚刀凸角辅助
线，其中第一滚刀凸角辅助线与第一主切削直线平行设置，且第一滚刀凸角辅助线与滚刀凸角a相切。
[0011]进一步的，第一主切削直线的长度大于第一副切削直线的长度。
[0012]优选的，第二齿切削直线包括依次连接的第二副切削直线、第二主切削直线和第二齿根直线；其中第二主切削直线为滚刀压力角β对应齿形线段所设置的直线，第二副切削直线为滚刀倾斜角P与齿顶椭圆弧线的相切线。
[0013]进一步的，齿顶椭圆弧线的一端凸角至第二齿根直线之间设置第二滚刀凸角辅助线，其中第二滚刀凸角辅助线与第二主切削直线平行设置，且第二滚刀凸角辅助线与滚刀凸角b相切。
[0014]进一步的，第二主切削直线的长度大于第二副切削直线8的长度。
[0015]优选的，齿顶椭圆弧线的计算公式如下：
[0016][0017]其中，u为半长轴的长度，v为半短轴的长度；w＝ha0
‑
v，w是椭圆中心的y轴坐标值，ha0是滚刀的齿顶高。
[0018]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：
[0019]本专利技术提供了一种用于提升齿轮重合度的椭圆弧滚刀，通过将齿顶面设计为椭圆弧面，相对全圆弧滚刀可有效降低齿轮的最小曲率半径，加长齿轮渐开线长度，提升齿轮重合度。同时，相对双圆弧滚刀可减小齿根弯曲应力。对于现有技术中全圆弧滚刀滚齿的齿根圆弧大，齿根弯曲应力小，但是渐开线起点较高，齿轮重合度低。双圆弧滚刀滚齿的渐开线起点低，渐开线长，重合度大，但是齿根圆弧小，齿根弯曲应力大的问题，本专利技术椭圆弧滚刀滚齿的渐开线起点接近双圆弧滚刀，同时齿根圆弧又接近全圆弧滚刀，很好地集合了全圆弧滚刀和双圆弧滚刀的优点，规避了全圆弧滚刀和双圆弧滚刀的缺点，在保证齿轮弯曲强度的前提下，提升了齿轮的重合度，降低了变速箱的噪音。
[0020]进一步的，第一齿切削直线包括依次连接的第一齿根直线、第一主切削直线和第一副切削直线；其中第一主切削直线为滚刀压力角α对应齿形线段所设置的直线，保证了渐开线的齿形精度；第一副切削直线为滚刀倾斜角与齿顶椭圆弧线的相切线，保证了渐开线齿形与齿根圆弧的平稳过渡，保证了工件加工的稳定性。
[0021]更进一步的，齿顶椭圆弧线的一端凸角至第一齿根直线之间设置第一滚刀凸角辅助线，其中第一滚刀凸角辅助线与第一主切削直线平行设置，且第一滚刀凸角辅助线与滚刀凸角a相切，有效确定了滚刀凸角a的位置，保证滚齿齿根的弯曲强度。同时，滚刀凸角a形成的工件齿根沉切，为后续的精加工刀具提供放置空间，保证了加工过程的稳定性。
[0022]进一步的，第二齿切削直线包括依次连接的第二副切削直线、第二主切削直线和第二齿根直线；其中第二主切削直线为滚刀压力角β对应齿形线段所设置的直线，保证了渐开线的齿形精度；第二副切削直线为滚刀倾斜角P与齿顶椭圆弧线的相切线，保证了渐开线齿形与齿根圆弧的平稳过渡，保证了工件加工的稳定性。
[0023]更进一步的，齿顶椭圆弧线的一端凸角至第二齿根直线之间设置第二滚刀凸角辅助线，其中第二滚刀凸角辅助线与第二主切削直线平行设置，且第二滚刀凸角辅助线与滚刀凸角b相切，有效确定了滚刀凸角b的位置，保证滚齿齿根的弯曲强度。同时，滚刀凸角b形
成的工件齿根沉切，为后续的精加工刀具提供放置空间，保证了加工过程的稳定性。
[0024]进一步的，齿顶椭圆弧线面的设计有效降低齿轮的最小曲率半径，加长齿轮渐开线长度，提升齿轮重合度，同时减小齿根弯曲应力；齿顶椭圆弧线的长轴决定了圆弧的大小，相对于双圆弧齿根，齿根圆弧更大，齿根弯曲强度更好，齿轮寿命更长。齿顶椭圆弧线的短轴决定了渐开线起点的位置，相对于全圆弧齿根，渐开线起点的位置更低，渐开线更长，齿轮副的重合度更高，啮合更平稳，噪音更小。
附图说明
[0025]图1为本专利技术中椭圆弧滚刀轴向结构剖视图；
[0026]图2为本专利技术中椭圆弧滚刀端面结构示意图；
[0027]图3为本专利技术中椭圆弧滚刀切削齿的法向齿形结构示意图；
[0028]图4为本专利技术中椭圆弧滚刀加工工件的齿根结构示意图。
[0029]图中：1
‑
椭圆弧滚刀本体；2
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刀体；3
‑
切削齿；4
‑
第一主切削直线；5
‑
第一滚刀凸角辅助本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于提升齿轮重合度的椭圆弧滚刀，其特征在于，包括椭圆弧滚刀本体(1)，椭圆弧滚刀本体(1)包括刀体(2)以及沿刀体(2)外表面轴向延伸的若干组齿排；每组齿排上排布有若干个切削齿(3)，每组相邻切削齿(3)间为齿槽，切削齿包括齿顶面、两侧的齿侧面和齿根面，齿侧面与刀体(2)截面的夹角为压力角，切削齿(3)的齿顶呈椭圆弧形状，在齿顶椭圆弧面和齿侧面之间为倾斜面，倾斜面与齿顶椭圆弧面相切；其中切削齿(3)的法向齿形轮廓线包括第一齿切削直线、齿顶椭圆弧线(7)、第二齿切削直线；其中以齿顶椭圆弧线(7)的纵向中心线为中心，第一齿切削直线和第二齿切削直线分别连接在齿顶椭圆弧线(7)的两端。2.根据权利要求1所述的一种用于提升齿轮重合度的椭圆弧滚刀，其特征在于，所述第一齿切削直线包括依次连接的第一齿根直线(11)、第一主切削直线(4)和第一副切削直线(6)；其中第一主切削直线(4)为滚刀压力角α对应齿形线段所设置的直线，第一副切削直线(6)为滚刀倾斜角Q与齿顶椭圆弧线(7)的相切线。3.根据权利要求2所述的一种用于提升齿轮重合度的椭圆弧滚刀，其特征在于，所述齿顶椭圆弧线(7)的一端凸角至第一齿根直线(11)之间设置第一滚刀凸角辅助线(5)，其中第一滚刀凸角辅助线(5)与第一主切削直线(4)平行设置，且第一滚刀凸角...

【专利技术属性】
技术研发人员：寇植达，王艳丽，严鉴铂，林欧，
申请(专利权)人：西安法士特汽车传动有限公司，
类型：发明
国别省市：