[发明专利]一种少齿数齿轮成型磨削加工方法

说明书

本发明提供了一种少齿数齿轮成型磨削加工方法，属于齿轮加工技术领域。该少齿数齿轮成型磨削加工方法，包括如下步骤：第一步，根据欲加工的少齿数齿轮的基本参数，选取合理的变位系数；第二步，根据欲加工的少齿数齿轮的基本参数、变位系数和少数齿轮的三维模型，将毛坯加工成阶梯轴状，并进行粗加工；第三步，根据第二步中选取的变位系数和已知的基本参数，求解砂轮廓形；第四步，利用第三步中求得的砂轮廓形，使用金刚轮对砂轮进行修型；第五步，利用第四步中的砂轮对少齿数齿轮进行半精加工和精加工。本发明能够适用于各种不同参数的少齿数齿轮成型磨削加工，具有加工效率高、精度高，成品质量好等特点。

技术领域

本发明涉及齿轮加工技术领域，尤其涉及一种少齿数齿轮成型磨削加工方法。

背景技术

在上个世纪80年代，原陕西工学院(现陕西理工大学)提出了一种新型齿轮——少齿数齿轮，齿轮齿数为2～8的渐开线圆柱斜齿轮称为少齿数齿轮，少齿数齿轮传动是渐开线齿轮传动的重要组成及延伸，具有传动比大、体积小等优点，国内外在摩托车发动机助力车、电动自行车等领都有应用和尝试。少齿数齿轮非常适合现代发展的需求，特别适用于中小功率、结构尺寸受限制、传动比大的场合，具有很高的应用价值。

由于少齿数齿轮的齿数少，为避免根切，首先必须采用大变位系数进行正变位，这样引起齿顶变尖且导致齿顶高缩短；其次，由于端面重合度大幅降低，须采用大的螺旋角和较大齿宽的斜齿设计。少齿数齿轮的外形不同于普通的渐开线圆柱斜齿轮，其外形类似于麻花状，由于少齿数齿轮的特殊结构，其加工难度高，普通滚齿机床无法满足其加工需求。目前少齿数齿轮的主要加工方法如下：

滚切法：目前较为成熟的加工方法是通过改造滚齿机配挂轮的加工方法制造少齿数齿轮，但其存在加工效率低、加工齿轮表面质量差等缺点，成品率低，制造成本居高不下。

粉末冶金法：利用粉末冶金法加工少齿数齿轮，成本低、效率高，但是存在轮齿的抗弯、抗剪强度、接触强度较低等缺点，难以满足少齿数齿轮的工况条件。

成型铣削法：铣刀形状与齿轮端面形状一致，需要专用刀具，成本高、效率高，通用性差。

数控铣削法：利用普通的铣刀进行少齿数齿轮加工，不需要专用刀具，成本低、效率一般，加工质量一般，通用性好。

发明内容

有鉴于此，解决现有技术加工少齿数齿轮需要专用机床或者专用刀具、加工过程存在加工成本高、效率低，齿轮质量差的技术问题，本发明提供了一种少齿数齿轮成型磨削加工方法，能够适用于各种不同参数的少齿数齿轮成型磨削加工，具有加工效率高、精度高，成品质量好等特点。

为实现上述目的，本发明提供了如下的技术方案：

一种少齿数齿轮成型磨削加工方法，包括如下步骤：

第一步，根据欲加工的少数齿轮的基本参数，选取合理的变位系数；

第二步，根据欲加工的少齿数齿轮的基本参数、变位系数和少数齿轮的三维模型，将毛坯加工成阶梯轴状，并进行粗加工；

第三步，根据第一步中选取的变位系数和已知的基本参数，求解砂轮廓形；

第四步，利用第三步中求得的砂轮廓形，使用金刚轮对砂轮进行修型；

第五步，利用第四步中的砂轮对少齿数齿轮进行半精加工和精加工。

优选地，第一步中，利用建模软件建立少齿数齿轮的齿廓模型，齿廓模型包括少齿数齿轮的齿顶圆曲线、渐开线、过渡曲线、螺旋线和齿根圆曲线，并在齿廓模型的基础上进行阵列，完成少齿数齿轮的三维模型的建立。

优选地，所述渐开线的方程为：