[发明专利]一种空间曲线啮合齿轮机构的精加工方法

说明书

技术领域

本发明属于零件的再次精密加工技术，具体是一种空间曲线啮合齿轮机构的精加工方法。

背景技术

最近发明的一种空间曲线啮合齿轮机构适用于传动比大且任意交叉轴之间的传动。前期发明的靠模装置制造出的空间曲线啮合齿轮机构的啮合钩杆的形状精度较低，且在啮合传动的过程中钩杆容易变形，从而导致传动过程中传动精度较低。为了得到较高的形状精度，采用激光快速成型技术对其进行加工。选区激光熔化快速成型技术(SLM)是一种极具创新的快速成型技术、能一步加工出具有冶金结合，相对密度接近100％，具有复杂结构，高的尺寸精度的金属零件。这种加工技术能够得到较高的形状精度，但是经由这种制造技术得到的齿轮试件表面过于粗糙，从而影响传动精度。

在SLM技术粗加工的基础上进行二次精加工是有必要的。机械抛光技术是一种常见的精加工技术，具有较高的加工效率，但是由于空间曲线啮合轮的钩杆属于一种悬臂梁结构，传统的机械抛光方法在加工过程中将使钩杆产生过大变形，从而导致传动失效。电解加工是一种无接触力的加工形式，加工过程中不会产生工件的变形，但会有一层氧化薄膜的产生而阻碍加工的持续进行，所以效率较低。

发明内容

为克服现有技术存在的缺点和不足，本发明提供一种空间曲线啮合齿轮机构的电解擦削精加工方法，解决现有制造方法还无法制造出满足精密传动需求的空间曲线啮合齿轮机构的缺点。

本发明技术方案如下：

一种空间曲线啮合齿轮机构的精加工方法，包括对啮合齿轮机构主动轮的钩杆精加工、从动轮的钩杆精加工，步骤如下：

主动轮钩杆的精加工

(1)准备一主动轮加工工具，主动轮加工工具有一基体，在基体外周等距固接数个加工板，加工板的外端部开有与主动轮的钩杆相配合的圆孔状加工区域D，沿加工区域D的内周壁放置一层不纺布层；

(2)主动轮接直流电源的正极，主动轮加工工具接直流电源的负极；主动轮通过夹具安装在旋转运动装置上，通过二维移动平台实现主动轮和主动轮加工工具在轴线方向上的对齐，并通过直线运动装置和旋转运动装置的配合运动实现主动轮钩杆的截面与主动轮加工工具的加工区域D的截面对齐；

(3)钩杆外壁与加工区域D的不纺布层之间保持加工间隙，主动轮加工工具及钩杆的擦削工作区淹没在盛有电解液的电解槽中，调整好直线运动装置与旋转运动装置的运动参数，启动直流电源，主动轮加工工具的加工区域D做圆柱螺旋状的运动，对主动轮的钩杆的表面进行电解擦削；

从动轮钩杆的精加工

(1A)准备一从动轮加工工具，该从动轮加工工具与主动轮的形状一致，不同之处是从动轮加工工具的钩杆与主动轮的钩杆的直径不同，并且从动轮加工工具的钩杆外周包裹有不纺布层，其关系式如下：

设从动轮加工工具的钩杆截面圆直径为d₁，主动轮的钩杆截面圆直径为d，则它们之间满足关系式式中，h为所不纺布层的厚度；

(2A)从动轮安装在旋转运动装置上，从动轮加工工具安装在旋转运动装置上，调整好从动轮加工工具的钩杆与从动轮的钩杆初始位置，即从动轮加工工具的钩杆的端部对应于从动轮的钩杆的根部相互啮合，加工时，电解液喷嘴对该相互啮合的部位喷射电解液，从动轮接直流电源的正极，从动轮加工工具接直流电源的负极，从动轮加工工具的钩杆与从动轮的钩杆运动为共轭运动，设从动轮加工工具的转速为从动轮的转速为则它们之间应该满足关系式

式中，i₁₂为所加工的空间曲线啮合齿轮机构传动副的传动比，即主动轮与从动轮的钩杆数目比。完成从动轮的钩杆的电解擦削。

上述主动轮的钩杆的截面圆直径为d，其加工板的圆孔状加工区域D的截面圆直径为D，则D和d应满足关系式

式中，h为圆孔状加工区域D内壁所覆盖的一层不纺布层的厚度。

上述步骤(3)所述，调整好直线运动装置与旋转运动装置的运动参数，主动轮加工工具的加工区域D做圆柱螺旋状的运动，所以直线运动v(mm/s)和圆周运动的关系应满足式

式中，n为所加工的钩杆的形状参数。

采用本发明精加工方法的空间曲线啮合齿轮机构，在经过SLM技术的粗加工得到较高形状精度的基础上，通过电解擦削技术提高其啮合表面质量。