[发明专利]高速精密重载人字齿圈的内外齿对中控制结构和加工方法

说明书

本发明公开了一种高速精密重载人字齿圈的内外齿对中控制结构和加工方法，先分体分别加工两个齿圈的内斜齿，通过精修磨齿加工提高内齿尺寸精度，从而保证左旋齿圈和右旋齿圈的内齿高精度对称，中心平面居中，而后将左旋齿圈和右旋齿圈在校正工装上拼合校准，通过将两个齿圈套在同一个校正件上，保证两个齿圈同轴，通过校正件的外齿分别与两个齿圈的内齿啮合，保证两个齿圈的相位角度一致，通过两个压紧件分别将两个齿圈夹紧固定在校正件上，保证两个齿圈完全贴合定位件的两端面，此时定位件的居中平面即为内人字齿的中心平面，同时也作为外人字齿的中心平面加工基准，进行外齿加工，对中度精度和高精密度加工要求，加工效率提高，方便量产加工。

技术领域

本发明涉及齿轮加工领域，尤其涉及一种高速精密重载人字齿圈的内外齿对中控制结构和加工方法。

背景技术

人字齿是一种圆柱齿轮，人字齿由左右不同旋向的两组斜齿共同组成，左右两组斜齿在传动过程中所受的轴向力相互抵消，且齿轮传动采用两组斜齿啮合传动，承载力高、传动平稳，尤其适合在重型机械、如轮船等大功率传动场合的应用。

人字齿的左右齿形延长线相交点所在平面为人字齿的中心平面，当人字齿的两组斜齿存在相位差或者同轴度误差会导致该中心平面相对于理论设计的中心平面产生位移，中心平面对中度反映了人字齿的实际测量的中心平面与理论设计的中心平面的对中误差，人字齿的加工精度控制难点在于中心平面对中度的控制。现有技术中，在同一齿轮轴上加工出左右旋向不同的两组齿形的加工技术相对比较成熟，可以采用人工划线加工或数控设备一次装夹一体加工成型，其加工精度主要由人工调试精度和加工设备精度控制，这类人字齿轮采用数控加工可以达到GB10095-2008的4级甚至3级精度。

但是对于需要同时加工内齿、外齿的人字齿圈来说，尤其是人字齿圈的内齿和外齿均为人字齿，无法采用一次装夹加工和一体加工成型，一般采用分体组合结构。加工这类人字齿圈通常采用先加工内齿、再加工外齿的加工顺序，在这个过程中，内人字齿的中心平面和外人字齿的中心平面由于加工过程中的误差累积，容易导致最终的内外齿中心平面之间偏差放大，内外齿的中心平面对中度控制不好。而传统的人字齿加工的精度控制方法通常只适用于内齿或者外齿的单独对中控制，无法用于消除内外齿加工过程中的误差累积。

公开号为CN103192241B的专利文献公开了一种组合式人字齿零件的加工方法，包括步骤：加工两个斜齿零件的开槽工序，并加工第一斜齿零件上的组立孔；找正人字齿对中误差，加工第二斜齿零件上均布的几个组立孔；找正人字齿对中误差，并进行组立；复验人字齿对中误差，并出具对中检验报告；根据对中检验报告，找正节圆跳动，在人字齿对中后用螺栓固紧；两个斜齿零件上的销孔成品，第二斜齿零件上剩余的组立孔配钻成品；复验人字齿对中误差，给出其中一个斜齿零件的修正方向；分解两个斜齿零件，并按照修正方向磨齿成品。该方法：1、采用开槽粗加工留量并不磨齿精修先进行人字齿对中找正，齿形表面粗糙，无论是钳工找正还是三坐标仪测量难度都很大，这样的人字齿对中找正精度较低；2、采取两个斜齿零件分解后分别按照修正方向磨齿加工成品，这样还是会存在累积误差，影响最终组合人字齿的中心平面对中精度；3、采用逐步加工组立孔和螺栓组立以及采用三坐标仪测量实现对中找正，这样不仅加工效率低，容易产生人为误差，无法用于量产加工，而且仅适合加工具有内人字齿的固定齿圈，无法用于具有内外人字齿的浮动齿圈的加工。