[发明专利]一种齿轮对研装置的振动发生机构

说明书

本发明属于齿轮精密加工技术领域，涉及一种齿轮对研装置的振动发生机构，包括波发生器、法兰轴、联轴器、对研齿轮A、电动机、连杆A、连杆B、密珠轴承、齿轮芯轴、对研齿轮B、拉簧、连接螺栓A、连接螺栓B。该机构为齿轮对研装置提供了对研主运动，配合齿轮的连续啮合传动及研磨过程中动态力，实现齿轮齿面的高效高精对研，有效改善了传统紧靠齿轮啮合传动研磨造成齿面不均匀去除的现象，具有研磨效率高，改善齿面加工精度效果明显等优点，特别适用于高精度标准齿轮、齿轮刀具、传动齿轮副精磨后加工精度提升。

技术领域

本发明属于齿轮精密加工技术领域，涉及一种齿轮对研装置的振动发生机构。

背景技术

齿轮是重要的机械传动零件，广泛应用在机床、冶炼、航空航天、船舶运输、精密仪表、国防军工等各个方面，据统计，世界上每年生产的齿轮数量为2.5亿个，其中优质齿轮(精度等级在IT 5及以上)在1000-1400万个之间，营业额超过1000亿欧元。目前，齿轮的切齿加工方法主要有滚齿、插齿和剃齿，这三种加工方法的最高加工精度为5级；磨齿工艺可以加工高精密齿轮，最高加工精度在3级以上，但是磨齿工艺加工高高精度齿轮的成本高，且加工极限难以突破；现有的珩齿和研齿工艺主要齿轮的光整加工，以降低齿面粗糙度，但对齿轮精度的提升有限。

专利(ZL201810466326.1)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。由于公开的齿轮对研装置研磨的主运动是齿轮的啮合传动和研磨过程中动态力，研磨过程中两对研齿轮的齿面滑动速度从分度圆向齿顶和齿根是由零逐渐变大的，长时间的研磨会造成齿廓精度的损失，为了提高齿轮对研装置的对研效率和对研精度，需要对原有齿轮对研装置的对研方法进行创新。

发明内容

为提高齿轮对研装置的对研效率和对研精度，本发明提出了一种齿轮对研装置的振动发生机构，该机构由一个步进电机驱动振动发生器，产生两个对研齿轮的相向振动，作为齿轮对研的主运动，配合齿轮的连续啮合传动，实现齿轮的高效高精对研。

具体技术方案如下：

一种用于齿轮对研装置的振动发生机构，包括振动发生器、法兰轴、联轴器、对研齿轮A、电动机、连杆A、连杆B、密珠轴承、齿轮芯轴、对研齿轮B、弹簧、橡胶端盖A、橡胶端盖B、连接螺栓A、连接螺栓B；

振动发生器的外轮廓由等半径的圆弧面光滑连接而成，中心有圆孔，安装在法兰轴上，法兰轴通过联轴器与电动机相连，电动机旋转带动法兰轴和振动发生器同步旋转；在连杆A和连杆B的两相对侧面上开有三角形的豁口，振动发生器置于两个豁口的中间，连杆A和连杆B的顶端位置固定，两个连杆的末端安装有齿轮芯轴，分别并由连接螺栓A、连接螺栓B固定，两个对研齿轮的中心孔内装入密珠轴承，再一起安装到齿轮芯轴上；连接螺栓A、连接螺栓B的长度高出连杆A、连杆B的厚度，末端设有直径大于拉簧丝径的环槽，拉簧两端的钩挂连接；两个挂钩套在连接螺栓上，在拉簧的拉力作用下，保证两个连杆与振动发生器的圆弧面接触或两个对研齿轮无背隙啮合；在振动发生器旋转驱动下，两个连杆沿对称的两个方向同步摆动，两个对研齿轮的齿面往复划擦与撞击，在研磨剂的作用下微量去除齿面相对高点区域的材料，以达到校正齿轮齿面加工精度的目的，提高齿轮精度，并有释放加工应力的效果，增强齿轮的尺寸稳定性。

进一步地，上述振动发生器多段等半径的圆弧面个数为偶数，圆弧面的个数越多，同转速条件下对研齿轮的振动频率越大。

进一步地，两个连杆的夹角为最小值时，两个对研齿轮无背隙啮合，振动发生器与两连杆接触之间有合适间隙；两个连杆的夹角为最大值时，振动发生器与两个连杆接触，两个对研齿轮之间仍有合适的背隙。

进一步地，振动发生器采用如下公式进行设计：