多头双锥面二次包络环面蜗轮滚刀的前刀面的设计方法技术

本发明专利技术公开了一种环面蜗轮滚刀的侧后角面的设计方法，属于机械传动领域。该多头双锥面二次包络环面蜗轮滚刀的一个螺旋体包括N个刀齿，其中N是正整数。该设计方法包括：确定多头基本蜗杆的一个螺旋体上的N个刀齿中的至少一个刀齿的直槽前刀面的位置；基于直槽前刀面的位置确定至少一个刀齿的直槽前刀面的向心矢量；将至少一个刀齿的直槽前刀面绕各自的向心矢量旋转第一角度，获得至少一个刀齿的螺旋槽前刀面；一个螺旋体上的至少一个刀齿配置成绕滚刀轴线作圆周角度等间隔阵列，获得多头双锥面二次包络环面蜗轮滚刀的其他至少一个螺旋体上的刀齿的螺旋槽前刀面。根据本公开的设计方法所获得的前刀面的曲面结构简单，不受加工刀具参数的影响。工刀具参数的影响。工刀具参数的影响。

【技术实现步骤摘要】
多头双锥面二次包络环面蜗轮滚刀的前刀面的设计方法


[0001]本专利技术涉及机械传动领域，特别涉及一种多头双锥面二次包络环面蜗轮滚刀的前刀面的设计方法。

技术介绍

[0002]双锥面二次包络环面蜗杆传动适用于多头大传动比的场合，组成该蜗杆副的蜗轮由双锥面二次包络环面蜗轮滚刀滚切而成。双锥面二次包络环面蜗轮滚刀是以双锥面包络环面蜗杆为基本体，通过加工出前刀面、侧后角面和顶后角面等后获得。前刀面的结构影响滚刀的滚切性能，可用侧前角的大小衡量其滚切性能，一般希望滚刀的刀齿两侧的侧前角大小基本相同，且都为正值。
[0003]由于多头滚刀的螺旋角较大，为保证滚刀刀齿两侧刀齿的侧前角差别不至于太大，以保证两侧滚切性能的一致性，需设计并加工成螺旋槽前刀面。与圆柱滚刀不同，环面蜗轮滚刀的各个刀齿结构并不彼此相同，且同一环面上的导程角也处处不同，因此，在设计环面蜗轮滚刀的前刀面时需考虑各个刀齿的差异性。

技术实现思路

[0004]在相关技术中，提出了根据各刀齿分度环面处导程角的大小、由圆柱铣刀变传动比铣削加工出螺旋槽前刀面的方法。基于该方法获得的前刀面为复杂的变螺旋角螺旋面。此种方法加工方式简单，但对刀齿的差异性考虑不足。而且，在传动比变化规律不变的情况下，如果圆柱铣刀的直径发生改变，则加工出的螺旋槽前刀面的形状亦发生改变，无法保证不同参数的刀具加工出的螺旋槽前刀面的形状是一样的，即，对刀具形状参数的依赖性强。因此，所述方法采用不同直径的铣刀时无法保证获得的前刀面的一致性。
[0005]为此，亟需一种前刀面的曲面结构简单，不受加工刀具参数影响，并能够使刀齿两侧的侧前角的差别不至于过大的螺旋槽前刀面设计方法。
[0006]为了解决现有技术中存在的上述问题和缺陷的至少一个方面，本专利技术的实施例提供了一种多头双锥面二次包络环面蜗轮滚刀的前刀面的设计方法。本专利技术的实施例的设计方法提供了一种曲面结构简单、不受加工刀具参数影响的螺旋槽前刀面的设计方法。
[0007]根据本公开的一个方面，提供了一种多头双锥面二次包络环面蜗轮滚刀的前刀面的设计方法，所述多头双锥面二次包络环面蜗轮滚刀的一个螺旋体包括N个刀齿，其中N是正整数，其中，所述设计方法包括：
[0008]确定多头基本蜗杆的一个螺旋体上的N个刀齿中的至少一个刀齿的直槽前刀面的位置；
[0009]基于所述直槽前刀面的位置确定所述至少一个刀齿的直槽前刀面的向心矢量；
[0010]将所述至少一个刀齿的直槽前刀面绕各自的向心矢量旋转第一角度，获得所述至少一个刀齿的螺旋槽前刀面；
[0011]所述一个螺旋体上的至少一个刀齿配置成绕滚刀轴线作圆周角度等间隔阵列，获
得多头双锥面二次包络环面蜗轮滚刀的其他至少一个螺旋体上的刀齿的螺旋槽前刀面。
[0012]在一些实施例中，确定多头基本蜗杆的一个螺旋体上的N个刀齿中的至少一个刀齿的直槽前刀面的位置包括：
[0013]确定所述一个螺旋体上的N个刀齿中的一个刀齿D1的直槽前刀面所在的第一平面，所述第一平面穿过滚刀轴线；
[0014]通过所述第一平面与所述一个螺旋体相交形成所述一个刀齿D1的直槽前刀面Σ1。
[0015]在一些实施例中，确定多头基本蜗杆的一个螺旋体上的N个刀齿中的至少一个刀齿的直槽前刀面的位置还包括：
[0016]确定一个螺旋体上的相邻的两个刀齿的相位差φ0；
[0017]使得所述第一平面绕滚刀轴线旋转第二角度φ
i
后获得旋转平面，其中第二角度φ
i
＝(i
‑
1)φ0，i是大于1的任意整数；
[0018]通过所述旋转平面与所述一个螺旋体相交形成第i个刀齿的直槽前刀面。
[0019]在一些实施例中，确定所述至少一个刀齿的直槽前刀面的向心矢量包括：
[0020]基于所述多头双锥面二次包络环面蜗轮滚刀的中心和中心距a确定位于所述直槽前刀面中的第一参考点；
[0021]基于所述多头双锥面二次包络环面蜗轮滚刀的分度线确定第二参考点。
[0022]在一些实施例中，基于第一参考点和第二参考点确定向心矢量。
[0023]在一些实施例中，将所述第一参考点与所述中心的距离设置成等于所述中心距a，并且所述第一参考点和所述中心之间的连线垂直于滚刀轴线。
[0024]在一些实施例中，使得所述分度线与对应的刀齿相交并构成左交点和右交点，所述左交点和右交点的中点为第二参考点，
[0025]所述向心矢量的方向为从所述第二参考点到第一参考点的方向。
[0026]在一些实施例中，所述第一角度为所述中点处的导程角。
[0027]在一些实施例中，构建O1‑
hjk直角坐标系，其中O1为多头双锥面二次包络环面蜗轮滚刀的中心，k轴与滚刀轴线重合；
[0028]确定所述中点在O1‑
hjk直角坐标系中的坐标(x,y,z)；
[0029]所述中点处的导程角为其中f为多头双锥面二次包络环面蜗轮滚刀的传动比。
[0030]在一些实施例中，所述阵列的间隔角度为φ
j
＝2π/Z，其中Z为多头双锥面二次包络环面蜗轮滚刀的头数。
附图说明
[0031]本专利技术的这些和/或其他方面和优点从下面结合附图对优选实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0032]图1为根据本专利技术的实施例的多头双锥面二次包络环面蜗轮滚刀的前刀面的设计方法的流程图；
[0033]图2为根据本专利技术的实施例的直槽前刀面的位置确定的示意图；
[0034]图3为本专利技术的实施例的单个刀齿的直槽前刀面所在的平面的示意图；
[0035]图4为根据本专利技术的实施例的螺旋槽前刀面的构建示意图；
[0036]图5为具有根据本专利技术的实施例的螺旋槽前刀面的环面蜗轮滚刀的构建模型。
具体实施方式
[0037]下面通过实施例，并结合附图，对本专利技术的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。下述参照附图对本专利技术实施方式的说明旨在对本专利技术的总体专利技术构思进行解释，而不应当理解为对本专利技术的一种限制。
[0038]根据本专利技术的总体构思，提出了一种多头双锥面二次包络环面蜗轮滚刀的前刀面的设计方法，所述多头双锥面二次包络环面蜗轮滚刀的一个螺旋体包括N个刀齿，其中N是正整数，其中，所述设计方法包括：确定多头基本蜗杆的一个螺旋体上的N个刀齿中的至少一个刀齿的直槽前刀面的位置；基于所述直槽前刀面的位置确定所述至少一个刀齿的直槽前刀面的向心矢量；将所述至少一个刀齿的直槽前刀面绕各自的向心矢量旋转第一角度，获得所述至少一个刀齿的螺旋槽前刀面；所述一个螺旋体上的至少一个刀齿配置成绕滚刀轴线作圆周角度等间隔阵列，获得多头双锥面二次包络环面蜗轮滚刀的其他至少一个螺旋体上的刀齿的螺旋槽前刀面。
[0039]在本专利技术的实施例的设计方法中，以结构简单的平面作为前刀面的设计基础，由直槽前刀面绕本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多头双锥面二次包络环面蜗轮滚刀的前刀面的设计方法，所述多头双锥面二次包络环面蜗轮滚刀的一个螺旋体包括N个刀齿，其中N是正整数，其中，所述设计方法包括：确定多头基本蜗杆的一个螺旋体上的N个刀齿中的至少一个刀齿的直槽前刀面的位置；基于所述直槽前刀面的位置确定所述至少一个刀齿的直槽前刀面的向心矢量；将所述至少一个刀齿的直槽前刀面绕各自的向心矢量旋转第一角度，获得所述至少一个刀齿的螺旋槽前刀面；所述一个螺旋体上的至少一个刀齿配置成绕滚刀轴线作圆周角度等间隔阵列，获得多头双锥面二次包络环面蜗轮滚刀的其他至少一个螺旋体上的刀齿的螺旋槽前刀面。2.根据权利要求1所述的设计方法，其中，确定多头基本蜗杆的一个螺旋体上的N个刀齿中的至少一个刀齿的直槽前刀面的位置包括：确定所述一个螺旋体上的N个刀齿中的一个刀齿D1的直槽前刀面所在的第一平面，所述第一平面穿过滚刀轴线；通过所述第一平面与所述一个螺旋体相交形成所述一个刀齿D1的直槽前刀面。3.根据权利要求2所述的设计方法，其中，确定多头基本蜗杆的一个螺旋体上的N个刀齿中的至少一个刀齿的直槽前刀面的位置还包括：确定一个螺旋体上的相邻的两个刀齿的相位差φ0；使得所述第一平面绕滚刀轴线旋转第二角度φ
i
后获得旋转平面，其中第二角度φ
i
＝(i
‑
1)φ
0，
i是大于1的任意整数；通过所述旋转平面与所述一个螺旋体相交形成...

【专利技术属性】
技术研发人员：芮成杰，马享，阴宏彪，贾常银，高岩，鲁林平，申立亮，
申请(专利权)人：天津理工大学，
类型：发明
国别省市：