[发明专利]一种面齿轮磨齿方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种齿轮加工方法，特别涉及一种面齿轮磨齿方法。

背景技术：

面齿轮传动是圆柱齿轮与锥齿轮啮合实现相交或相错轴之间的一种传动。与锥齿轮相比，面齿轮传动具有重合度大、稳定性好、震动小、易于安装、结构紧凑、制造成本低等优点。尤其在航空领域，面齿轮传动在减速器中的应用表现突出，国外已将其成功用于直升机传动系统。

目前国内对面齿轮的加工方法大多为插齿加工，加工出的面齿轮精度较低，承载能力较差，不能满足航空器械的传动要求，为了提高面齿轮综合传动性能，一般需对面齿轮进行热处理，热处理后的齿面会变形且硬度很高，需要磨齿加工。对于面齿轮磨齿加工，国内外有蜗杆砂轮磨削方法，成形砂轮磨齿法和格里森公司的Coniface磨齿法。

图1是蜗杆砂轮磨削加工，蜗杆砂轮齿面法向截形与面齿轮配对圆柱齿轮的轴向截形一样，面齿轮与蜗杆砂轮按一定速比转动，蜗杆砂轮如同圆柱齿轮渐开线齿面包络出面齿轮，为了加工整个齿宽方向齿面，蜗杆砂轮还需沿齿宽方向做进给运动。由于是连续磨削其加工效率较高，但是蜗杆砂轮形状复杂，价格昂贵且修正费时耗力。

图2是成形砂轮磨齿加工，成形砂轮法向截面轮廓与对应圆柱齿轮轴向截面轮廓相同，面齿轮与成形砂轮按一定速比转动加工，成形砂轮如同圆柱齿轮单个齿包络出面齿轮，可同时加工面齿轮的两个齿面，为了加工整个齿宽方向齿面，成形砂轮还需沿齿宽方向反复做进给运动，故其加工效率比较低，且刀具通用性差。

图3是格里森公司的Coniface磨齿法，其原理是平面大砂轮绕着虚啮合的圆柱齿轮轴线摆动，摆动过程中砂轮磨削平面始终与圆柱齿轮渐开线齿面相切，同时被加工的面齿轮绕自身轴线转动，为了在加工过程中让砂轮平面更接近圆柱齿轮渐开线齿面来包络出面齿轮，Coniface磨齿法对面齿轮的转角做了微量修改，即面齿轮与圆柱齿轮啮合不再是恒定传动比，其滚比引入高阶系数，类似锥齿轮变性法加工。该方法克服了前述两种方法的不足，但加工出的面齿轮与圆柱齿轮的接触斑不易控制。

发明内容：

为了解决以上技术问题，本发明提供一种面齿轮磨齿方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种面齿轮磨齿方法，所述面齿轮固定安装在机床C轴旋转轴上，所述机床C轴旋转轴安装在机床X轴上，所述机床X轴安装在机床水平床身上；对面齿轮进行磨齿的砂轮安装在机床A轴摆动轴上，所述机床A轴摆动轴安装在机床Z轴上，所述机床Z轴安装在机床Y轴上，所述机床Y轴安装在机床竖直床身上；工作时，机床X轴、Y轴、Z轴在三个方向分别做平移运动，面齿轮随机床C轴旋转轴绕自身轴线旋转，所述砂轮随机床A轴摆动轴而摆动。

作为本发明的优选实施例，所述砂轮在摆动的过程中，绕着虚啮合的圆柱齿轮轴线摆动，且摆动过程中，砂轮磨削面始终与圆柱齿轮渐开线齿面相切。

作为本发明的优选实施例，所述机床A轴摆动轴和机床C轴旋转轴之间满足如下关系：

C/A=NfφsNs(φs+θs+θos),]]>

其中，N_s与N_f分别为虚啮合直齿轮与面齿轮的齿数，φ_s为直齿轮的转角，θ_s为齿面渐开线展角，θ_os为基圆齿槽半角，A表示加工时机床A轴的转角，而C表示机床C轴的转角。

作为本发明的优选实施例，所述砂轮在摆动的同时还沿面齿轮上选取的移动路径平移，所述移动路径是圆柱齿轮包络的面齿轮上与圆柱齿轮接触线上的点连接形成。