非零分度锥综合变位锥齿轮加工参数的计算方法

摘要

本发明公开了一种非零分度锥综合变位锥齿轮加工参数的计算方法，根据产品设计图给出的参数，在工艺部分，只需计算节圆直径、节圆模数、节圆齿形角及节圆理论弧齿厚；根据节圆直径、节圆模数、节圆齿形角及节圆理论弧齿厚四个参数确定非零分度锥综合变位齿形制的锥齿轮加工参数。利用本发明计算方法，计算速度和准确率大幅度提升，减少了重复计算过程；工艺技术人员可以方便、快捷、准确的计算出非零分度锥综合变位锥齿轮所需的机床调整参数。

说明书

技术领域

本发明涉及一种锥齿轮加工参数计算方法，尤其是一种非零分度锥综合变位锥齿轮加工参数的计算方法。

背景技术

新型非零分度锥综合变位锥齿轮传动，是在轴交角∑不变的条件下，采用径向变位系数和与切向变位系数构成的综合变位系数之和不为零（xh= xΣ+ 0.5*xtΣ*cosα≠0，其中xΣ=x1+x2，xtΣ=xt1+xt2，）的原理设计与制造的。以四项变位系数（径向变位系数x1，x2；切向变位系数xt1，xt2）为变量，以齿轮副传动综合性能为目标进行优化设计得到的传动方案。相比常见的零变位锥齿轮方案，具有较高的强度、较长的寿命、较低的噪声和更广的工作适应性。此类产品在工程机械、军品、机车、油田、煤矿等行业已逐步开始应用。

目前，弧齿锥齿轮设计的种类很多，如普通的弧齿锥齿轮、零度螺旋弧齿锥齿轮、双曲线弧齿锥齿轮、新型非零分度综合变位锥齿轮等。这些锥齿轮的加工，现采用最多的是弧齿锥齿轮铣齿机，如ys2250、ys2280等，精度要求高时，需要磨齿，磨齿机如格里森N027等。铣齿一般采用固定安装法，（大轮粗切，大轮精切；小轮粗切，小轮精切凸面，小轮精切凹面）加工。加工每一新产品时，需要进行大量的复杂的计算，供操作工准备刀盘和调整机床使用，因而工艺技术人员的计算量很大。现在国内普遍采用国产机床，如ys2250，ys2280等，特别是工件需要磨齿时，按SGM计算非常繁琐，而且有的厂家按ys2250或ys2280的铣齿调整卡算了一遍供铣齿用，又再按SGM计算程序再算一遍供磨齿用，而SGM计算程序前一部分又是格里森N016号机的铣齿计算，这样就进行了无用的重复劳动而且还不准确。

发明内容

 为了克服现有的非零分度综合变位锥齿加工参数计算繁琐的不足，本发明提供一种非零分度锥综合变位锥齿轮加工参数的计算方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

非零分度锥综合变位锥齿轮加工参数的计算方法，加工参数的计算方法步骤如下：

A).根据参数齿数、齿宽、节锥距、刀盘直径、中点螺旋角、螺旋方向、节锥角、节圆齿顶高、节圆齿根高、节圆齿根角，计算节圆直径；

B).根据参数齿数计算节圆模数；

C).根据参数齿数、齿宽、节锥距、刀盘直径、中点螺旋角、螺旋方向、节锥角、节圆齿顶高、节圆齿根高、节圆齿根角，计算节圆理论弧齿厚度；

D).根据参数齿数、齿宽、节锥距、刀盘直径、中点螺旋角、螺旋方向、节锥角、节圆齿顶高、节圆齿根高、节圆齿根角，计算节圆齿形角；

E).根据计算的节圆直径、节圆模数、节圆理论弧齿厚度及节圆齿形角四个参数确定非零分度锥综合变位锥齿轮加工参数。

步骤A）节圆直径的计算方法为：

节圆直径：d′=d+2×(ha-ha′) ×cosδ′，

其中：d′为节圆直径；d为分圆直径；ha为分圆齿顶高； ha′为节圆齿顶高；δ′为节锥角。

步骤B）节圆模数的计算方法为：

节圆模数：m′=d′/Z ，

其中：m′为节圆模数；Z为齿数。

步骤C）的节圆理论弧齿厚度的计算方法为：

 当量分圆压力角：αd=arctan(tanα/cosβe) ，

其中：αd为当量分圆压力角；α为分圆齿形角；βe为外端螺旋角；

当量分圆直径：dd=d/cosδ′，其中：dd为当量分圆直径；

当量节圆直径：dd′=d′/cosδ′，其中：dd′为当量节圆直径；

当量基圆直径：djd= dd×cosαd，其中：djd为当量基圆直径；

当量节圆压力角：αd′=arcos(djd/ dd′)，其中：αd′为当量节圆压力角；

 当量节圆理论弧齿厚：sd′=(invαd- invαd′+s/ dd) ×dd′，

其中 ：sd′表示当量节圆理论弧齿厚，s表示分圆理论弧齿厚。

步骤D）节圆齿形角的计算方法为：

节圆齿形角：α′=arctan(tanαd′×cosβe) ，

其中：α′表示大端的节圆齿形角。

将计算出来的各参数输入车床调整卡后，完成非零分度锥综合变位锥齿轮加工参数确定。

本发明的有益效果是，利用本计算方法，计算速度和准确率大幅度提升，减少了重复计算过程；工艺技术人员可以方便、快捷、准确的计算出非零分度锥综合变位锥齿轮所需的机床调整参数。 

附图说明

图1是本发明非零分度锥综合变位锥齿轮的加工示意图。 

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

如图１所示，加工新型非零分度锥综合变位锥齿轮，可以利用现有的齿轮加工设备加工，如普通的铣齿机、磨齿机。由于此传动付的设计特点是在轴交角∑不变的条件下，采用径向变位系数和与切向变位系数构成的综合变位系数之和不为零。也就是说大小两齿轮的分圆齿厚之和不等于周节π*m。因此在计算时工艺节锥必须取在此传动付啮合时的啮合节锥上。计算时输入的参数就必须是节锥和节圆上的参数。调整卡进行工艺计算所需输入的参数：其中齿数、齿宽、节锥距、刀盘直径、中点螺旋角、螺旋方向、节锥角、节圆齿顶高、节圆齿根高、节圆齿根角，是由设计部分算出来的。即产品设计图给出了这些参数。因此在工艺部分，只需计算节圆直径、节圆模数、节圆齿形角及节圆理论弧齿厚，输入至调整卡完成非零分度锥综合变位锥齿轮加工参数的确定。

非零分度锥综合变位锥齿轮加工参数的计算方法，加工参数的计算方法步骤如下：

A).根据参数齿数、齿宽、节锥距、刀盘直径、中点螺旋角、螺旋方向、节锥角、节圆齿顶高、节圆齿根高、节圆齿根角，计算节圆直径；

B).根据参数齿数计算节圆模数；

C).根据参数齿数、齿宽、节锥距、刀盘直径、中点螺旋角、螺旋方向、节锥角、节圆齿顶高、节圆齿根高、节圆齿根角，计算节圆理论弧齿厚度；

D).根据参数齿数、齿宽、节锥距、刀盘直径、中点螺旋角、螺旋方向、节锥角、节圆齿顶高、节圆齿根高、节圆齿根角，计算节圆齿形角；

E).根据计算的节圆直径、节圆模数、节圆理论弧齿厚度及节圆齿形角四个参数确定非零分度锥综合变位锥齿轮加工参数。

步骤A）节圆直径的计算方法为：

节圆直径：d′=d+2×(ha-ha′) ×cosδ′，

其中：d′为节圆直径；d为分圆直径；ha为分圆齿顶高； ha′为节圆齿顶高；δ′为节锥角。

步骤B）节圆模数的计算方法为：

节圆模数：m′=d′/Z ，

其中：m′为节圆模数；Z为齿数。

步骤C）的节圆理论弧齿厚度的计算方法为：

 当量分圆压力角：αd=arctan(tanα/cosβe) ，

其中：αd为当量分圆压力角；α为分圆齿形角；βe为外端螺旋角；

当量分圆直径：dd=d/cosδ′，其中：dd为当量分圆直径；

当量节圆直径：dd′=d′/cosδ′，其中：dd′为当量节圆直径；

当量基圆直径：djd= dd×cosαd，其中：djd为当量基圆直径；

当量节圆压力角：αd′=arcos(djd/ dd′)，其中：αd′为当量节圆压力角；

 当量节圆理论弧齿厚：sd′=(invαd- invαd′+s/ dd) ×dd′，

其中 ：sd′表示当量节圆理论弧齿厚，s表示分圆理论弧齿厚。

步骤D）节圆齿形角的计算方法为：

节圆齿形角：α′=arctan(tanαd′×cosβe) ，

其中：α′表示大端的节圆齿形角。

通过上述公式计算出的节圆模数、节圆直径、节圆齿形角即压力角、外端节圆理论弧齿厚度，以及设计给出的其他参数，输入到加工调整卡、铣齿机调整卡、磨齿机调整卡。 

加工调整卡：

铣齿机调整卡：

磨齿机调整卡：

        完成机床加工调整卡参数的确定，操作人员可以依据此调整卡上的数据，按照工艺人员计算出的机床调整卡，准备相应的刀具，安装好工件，调整相应的铣齿机及磨齿机床，即可以加工出非零分度锥综合变位齿轮。

采用本发明的非零分度锥综合变位锥齿轮加工参数的计算方法，计算速度和准确率大幅度提升，减少了重复计算过程，生产实用性较强；将以上公式通过计算机电算，工艺技术人员可以方便、快捷、准确的计算出非零分度锥综合变位锥齿轮所需的机床调整参数。