[发明专利]一种提高齿轮加工精度的对研装置与对研方法

说明书

本发明属于精密加工技术领域，为进一步提高超精密齿轮的加工精度，基于啮合齿轮齿面偏差的误差均化效应，提供了一种提高齿轮加工精度的对研装置与对研方法。装置包括主动摩擦轮、主动皮带轮、传动带A、连杆A、回转轴段A、密珠轴套、对研齿轮A、摆杆拉簧、从动摩擦轮、从动摩擦轮摆杆、从动皮带轮、传动带B、连杆B、张紧轮压簧、张紧机构、回转轴段B、对研齿轮B。该装置通过对研可同步减小齿轮齿距、齿廓、螺旋线和径跳偏差，具有加工成本低，改善齿轮齿距、齿廓、螺旋线和径跳精度的效果显著，并可减小齿面的粗糙度误差。本发明提供的齿轮对研方法可推广到高端传动装置齿轮副的对研中，具有良好的市场应用前景与推广价值。

技术领域

本发明属于精密加工技术领域，涉及一种提高齿轮加工精度的对研装置与对研方法。

背景技术

随着科技的进步与技术的发展，人们对超精密齿轮的加工精度要求也越来越高，尤其是用于齿轮量值传递基准的标准齿轮，对其具有更高的加工精度要求。目前，大连理工大学高精度齿轮研究室通过改造磨齿母机，开发科学的磨齿工艺，实现了齿轮国际标准ISO1328-1:2013(E)和齿轮国家标准GB/T 10095.1-2008中1级精度标准齿轮的加工，并获得2017年中国机械工业科学技术一等奖。齿轮的加工精度提高1级，加工成本将翻一番。因此，降低1级精度齿轮的加工成本并提高1级精度齿轮的加工效率成为当务之急。如果不采用磨齿的方法能将精加工后的齿轮的精度等级提高1～2级，对于降低高精度齿轮的加工成本，将具有非常重要的现实意义，对高精度齿轮在国内外高端装备传动系统中的推广应用将具有重要的推动作用。

采用磨齿方法加工1级精度齿轮，除了加工成本高，加工效率低以外，表面粗糙度也难以再提高。在磨齿实践过程中，通过精密磨齿方法能达到的最高粗糙度为Ra0.2。较大的齿面粗糙度也会增加标准齿轮测量不确定度，影响标准齿轮的使用性能。

发明内容

为进一步提高超精密齿轮的加工精度，本发明基于误差均化原理提出了一种齿轮的对研装置与对研方法，利用相互啮合的高精度齿轮的相互对研，同步减小齿轮的齿距、齿廓、螺旋线和径跳偏差，并可显著减小齿面的粗糙度。

具体技术方案如下：

一种提高齿轮加工精度的对研装置，包括主动摩擦轮、主动皮带轮、传动带A、连杆A、回转轴段A、密珠轴套、对研齿轮A、摆杆拉簧、从动摩擦轮、从动轮摆杆、从动皮带轮、传动带B、连杆B、张紧轮压簧、张紧轮机构、回转轴段B、对研齿轮B；

主动摩擦轮由电机带动绕固定回转中心旋转，主动皮带轮与主动摩擦轮同轴刚性连接，回转中心与连杆A一端的回转中心重合；连杆A的另一端与回转轴段A连接，对研齿轮A通过密珠轴套绕与固定在连杆A上的回转轴段A旋转；

从动摩擦轮由主动摩擦轮带动绕从动轮摆杆上的一点回转，从动轮摆杆的一端为固定轴系，另一端通过摆杆拉簧将从动摩擦轮拉向主动摩擦轮，从而使两摩擦轮之间产生合适的正压力，进而产生合适的摩擦力以驱动两摩擦轮相向转动；连杆B的回转中心也在从动轮摆杆上，并与从动皮带轮和从动摩擦轮的回转中心重合；连杆B的另一端与回转轴段B连接，对研齿轮B通过密珠轴套绕与固定在连杆B上的回转轴段B旋转。

进一步地，上述装置中用同一张紧轮压簧推动两相向安装的张紧轮，确保传动带A和B的张紧力一样；通过调整张紧轮机构的上下位置，同步调整两传动带A和B的张紧力。

进一步地，上述主动皮带轮与从动皮带轮的中心距小于对研齿轮A和B的中心距，以确保两对研齿轮在自重的作用下相互压紧，实现两对研齿轮的无背隙啮合传动。

进一步地，上述两路带传动的传动比与对研齿轮的传动比一致，传动比的相对误差不大于2％。

进一步地，上述整个对研装置安装在与水平面成70°～80°的倾斜的工作台上，两对研齿轮在自重的作用下与工作台面贴合压紧，确保对研齿轮的轴向定位基准面共面；两对研齿轮的回转中心浮动，中心距根据啮合齿轮的偏差情况自动微量调整。