一种基于近似蜗杆砂轮的斜齿面齿轮磨削方法技术

本发明专利技术涉及一种基于近似蜗杆砂轮的斜齿面齿轮磨削方法。本方法采用齿形与斜齿产形齿轮法向齿形相近的当量直齿轮来展成椭球蜗杆砂轮螺旋曲面，从而避免了蜗杆曲面的奇异性问题。给出了蜗杆砂轮的螺旋升角和螺旋齿面方程。基于普通圆柱齿轮数控机床坐标系统，给出了蜗杆砂轮、虚拟斜齿产形齿轮以及斜齿面齿轮间的安装位置关系和进给方向，同时给出了斜齿面齿轮的补偿角度计算方法。该方法不需要开发面齿轮专用磨削加工机床，通过数字控制技术实现蜗杆砂轮对斜齿面齿轮的磨削加工。现蜗杆砂轮对斜齿面齿轮的磨削加工。现蜗杆砂轮对斜齿面齿轮的磨削加工。

【技术实现步骤摘要】
一种基于近似蜗杆砂轮的斜齿面齿轮磨削方法


[0001]本专利技术属于面齿轮加工
，具体涉及一种用蜗杆砂轮磨削斜齿面齿轮的加工方法。

技术介绍

[0002]面齿轮的加工大体上有插齿、滚齿和磨齿等几种方法。插齿效率低，精度差；滚齿刀具齿廓分布在球面上，刀具制造极其困难且制造成本高。且插齿和滚齿只能用于软齿面齿轮的切削，而硬齿面面齿轮可以采用碟型砂轮逐齿加工和蜗杆砂轮连续展成加工。后者因其加工效率高、齿距精度高，并且齿面重复性好而倍受关注。
[0003]面齿轮的磨削过程可用砂轮模拟圆柱小齿轮和面齿轮间的啮合运动关系来实现。彭先龙等研究了基于碟形砂轮磨齿的数控规律，探讨了在数控磨齿机上用碟形砂轮磨削面齿轮的可行性。郭辉等在五坐标曲面磨床上利用碟形砂轮进行了面齿轮的磨削试验，齿面偏差达到了21μm以下。唐进元研究了利用碟形砂轮磨削修形面齿轮的原理方法，扩展了其应用。格利森工程师Stadtfeld提出了新型CONIFACE磨削方法，其原理是利用带有刀倾角的渐开线内凹形盘形砂轮磨削面齿轮。此方法不需要砂轮在小轮轴线方向进给因而使得加工效率得以很本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于近似蜗杆砂轮的斜齿面齿轮磨削方法，其特征在于步骤如下：步骤1：近似蜗杆砂轮的当量齿轮参数设斜齿面齿轮及其插齿的参数如下：面齿轮齿数为N2，斜齿插齿刀齿数为Ns，名义压力角为α
n
，法面模数为m
n
，螺旋角为β，刀具右旋，面齿轮左旋；用于磨削面齿轮的蜗杆头数为N
w
；斜齿插齿刀产形齿轮对应的法向当量齿轮齿数为N
e
＝N
s
/cos3β；以此当量齿轮来展成蜗杆砂轮齿面方程，根据蜗杆砂轮与当量齿轮虚拟啮合条件建立蜗杆砂轮包络坐标系；步骤2：蜗杆砂轮包络坐标系的建立坐标系S
e
(o
e
x
e
y
e
z
e
)、S
w
(o
w
x
w
y
w
z
w
)分别与当量齿轮、蜗杆砂轮相固连，Z
e
为当量齿轮的回转轴线，Z
w
为蜗杆砂轮回转轴线，γ
we
为当量齿轮与蜗杆砂轮轴线夹角；坐标系S
a
(o
a
x
a
y
a
z
a
)、S
c
(o
c
x
c
y
c
z
c
)分别固定于当量齿轮和蜗杆砂轮的初始位置，S
b
(o
b
x
b
y
b
z
b
)为辅助坐标系；分别表当量齿轮和蜗杆砂轮转动的角度；E
we
为蜗杆砂轮轴线到当量齿轮轴线的最短距离，即蜗杆砂轮每转一周，当量齿轮转动一个齿的角度；则坐标系S
e
与坐标系S
w
间的转换矩阵M
we
为：其中：M
ae
为坐标系S
e
到坐标系S
a
的坐标变换矩阵；M
ba
为坐标系S
a
到坐标系S
b
的坐标变换矩阵；M
cb
为坐标系S
b
到坐标系S
c
的坐标变换矩阵；M
wc
为坐标系S
c
到坐标系S
w
的坐标变换矩阵；步骤3：蜗杆砂轮螺旋升角λ
w
设蜗杆砂轮与当量齿轮间的节点为P；设当量齿轮以单位角速度转动，则在节点P处当量齿轮的速度为蜗杆砂轮的速度为两者之间的相对速度为设P点沿螺旋线切向的单位向量为蜗杆砂轮与当量齿轮在节点P的法矢分别与矢量以及相对速度垂直，又因为矢量与相对速度共面...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭辉，熊俊洋，赵宁，闫耀龙，马成龙，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：