專利名稱：變位系數沿軸向漸變的漸開線直齒圓柱變位齒輪及加工方法
技術領域：
本發明涉及一種變位齒輪及其加工方法，尤其是一種一種基于漸開線直齒圓柱齒輪的變位系數沿軸向漸變的變位齒輪及加工方法。這種變位齒輪可用于平行軸傳動，齒隙調整方便，可以在數控滾齒機上用標準滾刀進行滾齒加工，具體地說是一種變位系數沿軸向漸變的漸開線直齒圓柱變位齒輪及加工方法。
背景技術：
眾所周知，漸開線齒輪可以變位。現有的變位齒輪的變位系數沿齒輪軸向是不變的。現有的齒輪箱，要想精確控制齒輪嚙合間隙是非常困難的。其誤差鏈非常長，包括軸間距，軸承，軸，齒輪等等所有零件的制造誤差。要想制造一個“零”齒隙的精密齒輪箱幾乎是不可能的。而對于那些負載變化較大的、高速的、精密的傳動，“零”齒隙又是非常必要的。公開號為CN1858466和CN101285520A的中國專利申請書公開的均是沿切向漸變變位的變齒厚齒輪及其使用裝置，此類變位齒輪雖然從一定程度上解決了齒輪的嚙合間隙問題，但其加工復雜，精度難以保證，制造成本高。
發明內容
本發明的目的是針對現有的漸開線直齒圓柱齒輪嚙合時難以精確控制嚙合間隙的問題，設計一種嚙合間隙調整和控制均十分方便，可實現零間隙傳動的變位系數沿軸向漸變的漸開線直齒圓柱變位齒輪，同時提供了這種變位齒輪的加工方法。本發明的技術方案之一是
一種變位系數沿軸向漸變的漸開線直齒圓柱變位齒輪，其特征是該變位齒輪的變位系數沿軸向線性變化，該變位齒輪沿軸向具有一致的基圓、一致的分度圓和線性漸變的變位系數、線性漸變的齒頂高系數、線性漸變的齒根高系數，所述變位系數的變化量乘以該變位齒輪的模數與該變化量所對應的截面離端面的軸向距離之比為一漸變系數，所述齒頂高系數和齒根高系數也沿軸向一致線性漸變，且齒頂高系數或齒根高系數的變化量乘以該變位齒輪模數與該變化量所對應的軸向距離之比也等于所述的漸變系數；漸變系數等于齒頂圓錐半頂角θ的正切值，(KkjS 1 ；位于該變位齒輪齒寬中間垂直于齒輪軸的截面稱為基本面；基本面的變位系數等于該變位齒輪的平均變位系數；對于一對嚙合的沿軸向漸變的漸開線直齒圓柱變位齒輪，在參與嚙合的齒寬范圍內，任一垂直于齒輪軸的截面上的兩齒輪的變位系數之和相等。所述變位齒輪的平均變位系數為零、為正或為負，相互嚙合的兩個變位齒輪的平均變位系數之和為零、為正、為負。所述的相互嚙合的兩個變位齒輪的漸變系數相等，漸變方向相反，在參與嚙合的齒寬范圍內，任一垂直于齒輪軸的截面上的兩齒輪的變位系數之和相等。
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所述的變位齒輪參數有漸變系數、，齒輪基本面的齒頂圓直徑~齒輪大端面的齒頂圓直徑Dd，齒頂圓錐半頂角Θ，滾刀壓力角Cig，法向壓力角αη，端面壓力角α ρ以及與普通漸開線齒輪相同的其它參數；基本面的端面齒頂高系數
權利要求
1.一種變位系數沿軸向漸變的漸開線直齒圓柱變位齒輪，其特征是該變位齒輪的變位系數沿軸向線性變化，該變位齒輪沿軸向具有一致的基圓、一致的分度圓和線性漸變的變位系數、線性漸變的齒頂高系數、線性漸變的齒根高系數，所述變位系數的變化量乘以該變位齒輪的模數與該變化量所對應的截面離端面的軸向距離之比為一漸變系數，所述齒頂高系數和齒根高系數也沿軸向一致線性漸變，且齒頂高系數或齒根高系數的變化量乘以該變位齒輪模數與該變化量所對應的軸向距離之比也等于所述的漸變系數；漸變系數等于齒頂圓錐半頂角θ的正切值，(KkjS 1 ；位于該變位齒輪齒寬中間垂直于齒輪軸的截面稱為基本面；基本面的變位系數等于該變位齒輪的平均變位系數；對于一對嚙合的沿軸向漸變的漸開線直齒圓柱變位齒輪，在參與嚙合的齒寬范圍內，任一垂直于齒輪軸的截面上的兩齒輪的變位系數之和相等。
2.根據權利要求1所述的變位系數沿軸向漸變的漸開線直齒圓柱變位齒輪，其特征是相互嚙合的兩個變位齒輪的漸變系數相等，漸變方向相反，在參與嚙合的齒寬范圍內，任一垂直于齒輪軸的截面上的兩齒輪的變位系數之和相等。
3.根據權利要求1所述的變位系數沿軸向漸變的漸開線直齒圓柱變位齒輪，其特征是所述的變位齒輪基本面的端面齒頂高系數=滾刀齒頂，系數，基本面的端面齒根高系數=滾刀齒根f系數,輪齒的左、右齒面由于漸變變位而產生的螺旋角？f大小相等，方向相反。
4.一種權利要求1所述的變位齒輪的加工方法，其特征是在滾切加工時滾刀沿齒輪軸向與徑向的斜向作進給加工運動，該斜向的斜率即齒頂圓錐半頂角θ的正切值，等于該變位齒輪的漸變系數，并使法向壓力角斷、基本面上的端面壓力角Φ、分度圓上的螺旋角:T 與滾刀的法向壓力角Φ漸變系數、滿足如下關系
5.一種權利要求1所述的變位齒輪的加工方法，其特征是滾刀沿齒輪軸向作進給運動的導軌可以向齒輪徑向旋轉并可以固定在斜率等于漸變系數的方向上，滾刀斜向插補運動時應使其軸向分速度、插補關系與滾刀按普通圓柱齒輪滾齒沿齒輪軸向作插補運動時相同并使法向壓力角皿基本面上的端面壓力角Φ分度圓上的螺旋角？r與滾刀的法向壓力角Φ漸變系數kj滿足如下關系
6. 一種權利要求1所述的變位齒輪的加工方法，其特征是使用數控滾齒機或用普通滾齒機在軸向進給絲桿與徑向進給絲桿之間加裝掛輪機構加工該漸變變位齒輪，在滾刀按普通直齒圓柱齒輪滾齒沿齒輪作軸向插補運動且插補關系不變的同時也作徑向插補運動， 徑向插補運動與沿齒輪軸向插補運動速度之比等于漸變系數，且使法向壓力角皿、基本面上的端面壓力角Φ、分度圓上的螺旋角:T與滾刀的法向壓力角Φ、漸變系數、滿足如下關系
全文摘要
一種變位系數沿軸向漸變的漸開線直齒圓柱變位齒輪及加工方法，該變位齒輪的變位系數沿軸向線性變化，該變位齒輪沿軸向具有一致的基圓、一致的分度圓和漸變的變位系數、漸變的齒頂高系數、漸變的齒根高系數，所述變位系數的變化量乘以該變位齒輪的模數與該變化量所對應的截面離端面的軸向距離之比為一漸變系數，所述齒頂高系數和齒根高系數也沿軸向一致漸變，且齒頂高系數或齒根高系數的變化量乘以該變位齒輪模數與該變化量所對應的軸向距離之比也等于所述的漸變系數，它可采用普通滾切加工方法加上徑向插補并使徑向插補速度與橫向插補速度之比等于漸變系數的方法加以實現。本發明解決了漸開線直齒圓柱齒輪副嚙合過程中間隙調整的難題。
文檔編號B23F5/20GK102207185SQ20111015080
公開日2011年10月5日 申請日期2011年6月7日 優先權日2011年6月7日
發明者劉志東, 劉雷, 汪煒, 沈理達, 田宗軍, 高雪松, 黃因慧 申請人:南京航空航天大學