[实用新型]一种非等边剃齿刀

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种加工刀具的设计范畴，特别是一种非等边剃齿刀。

背景技术

剃齿刀是直齿和斜齿渐开线圆柱齿轮的一种精加工刀具。剃齿时，剃齿刀的切削刃沿工件齿面剃下一层薄金属，可以有效提高被剃齿轮的精度和齿面质量，且加工效率高，刀具寿命长，是成批、大量生产中等精度圆柱齿轮时，应用最广泛的一种加工刀具。

目前，公知的剃齿刀构造是左右齿廓完全相等，与斜齿轮类似的渐开线螺旋面，并在其齿面上开有形成切削刃的窄槽。剃齿刀与工件齿轮进行交错轴螺旋齿轮传动，通过切削刃压入工件齿轮一定深度完成剃削，但未经过修形的剃齿刀在啮合过程中节圆附近发生单点接触，使该处齿面间承受的正压力要比其它部位大，造成切削刃较深地陷入工件齿轮齿面，形成齿形中凹。传统方法依靠经验对剃齿刀进行修磨、试切等方法，以获得最佳啮合角为目标，通过负变位的方式使剃齿刀与工件齿轮啮合过程中的单点接触区域减少甚至消除，达到平衡剃齿。由于大多数情况下根据工件齿轮的参数是无法设计出满足平衡剃齿条件的剃齿刀，这就给剃齿刀的修形带来了工艺问题。

发明内容

针对负变位剃齿的不足以及平衡剃齿条件难以实现，本实用新型的目的在于提供一种非等边剃齿刀。

为了实现上述任务，本实用新型采取如下的技术解决方案：

一种非等边剃齿刀，包括非等边剃齿刀的主、副工作面，以及其齿面上开设数个容屑槽，容屑槽的两侧和渐开线齿面发生相交，形成用于加工工件齿轮的切削刃，其特征在于，所述的非等边剃齿刀的主、副工作面齿廓不相等，即根据啮合几何关系，每一个单齿的副工作面最大曲率半径小于主工作面最大曲率半径。

本实用新型的其它特点是，通过非等边剃齿刀的主、副工作面之间的最大曲率半径差，实现剃削过程中推迟剃齿刀副工作面进入啮合线的起点位置，使其主、副工作面能够同时啮入与工件齿轮接触，达到平衡剃齿条件。

本实用新型的非等边剃齿刀，能够使其主工作面与工件齿轮之间的啮合力趋于平稳，不仅可以实现平衡剃齿的条件，而且还能降低啮合传动误差幅值，为减小剃齿齿形中凹误差提供了新的技术思路。

其创新点在于，对负变位剃齿刀的齿形进行创新设计，通过减小剃齿刀副工作面的齿顶圆值，即减小副工作面的最大曲率半径ρ_max，推迟其进入啮合线的起点位置，使其主、副工作面剃削过程中能够同时啮入与工件齿轮接触，避免主工作面啮合线上的三点区域，保证了主工作面剃削过程中与工件齿轮齿面之间的啮合力趋于平稳，实现平衡剃齿条件，减小剃齿齿形中凹误差。

附图说明

图1是本实用新型的非等边剃齿刀几何模型正视图；

图2是非等边剃齿刀几何模型等轴测视图；

图3是剃齿啮合空间几何模型；

图4是非等边剃齿刀的数学模型图；

图5是非等边剃齿刀的啮合原理示意图；

图6是实例啮合传动误差幅值对比分析图；

图1中的标记为：1、非等边剃齿刀主工作面，2、非等边剃齿刀副工作面，A为详图，按2:1缩放；

图5中K₁K₂为非等边剃齿刀的副工作面啮合线，K₁'K'₂为其主工作面啮合线。P点节点，A点为非等边剃齿刀的副工作面齿顶圆上一点，B点为其主工作面齿顶圆上一点。

具体实施方式

参见图1和图2，按照本实用新型的技术方案，一种非等边剃齿刀，该非等边剃齿刀为盘形结构，形状及参数近似为斜齿圆柱齿轮，包括非等边剃齿刀的主、副工作面，以及其齿面上开设数个容屑槽，容屑槽的两侧和渐开线齿面发生相交，形成用于加工工件齿轮的切削刃，其设计参数根据工件齿轮具体参数要求确定，所述非等边剃齿刀主、副工作面的齿廓不相等，即根据啮合几何关系，每一个单齿的副工作面最大曲率半径小于主工作面最大曲率半径。

本实施例中，通过非等边剃齿刀主、副工作面之间的最大曲率半径差，实现剃削过程中推迟剃齿刀副工作面进入啮合线的起点位置，使主、副工作面能够同时啮入与工件接触，达到平衡剃齿条件。

在图1中，非等边剃齿刀副工作面2齿廓的最大曲率半径ρ_maxB略小于非等边剃齿刀主工作面1齿廓的最大曲率半径ρ_maxA，两者的差根据工件齿轮的参数及啮合几何关系确定。由于非等边剃齿刀主、副工作面齿廓的最大曲率半径不相等，在进入啮合时，副工作面最大曲率半径的减小可以推迟其进入啮合线的起点位置，使主、副工作面同时进入啮合，避免了主工作面啮合线上的三点区域。