[发明专利]一种改善珩齿加工的方法

权利要求书

1.一种改善珩齿加工的方法，其特征在于：该方法利用间齿珩齿加工方法中的两段顶刃啮合过程，来进行预加工和二次加工，完成齿顶修缘或倒棱；

间齿珩齿加工时，珩磨轮与齿轮接触点在齿面上分布共分为AB段、BC段、CD段；AB段为齿轮顶刃啮合过程，是被加工齿轮齿顶在珩磨轮表面刮行的过程；BC段为渐开螺旋面啮合过程，由两个标准渐开螺旋面啮合而形成；CD段为珩磨轮顶刃啮合过程，是珩磨轮齿顶在被加工齿轮表面刮行；在间齿珩齿加工方法中，主要应用BC段过程完成珩齿加工，AB段和CD段没有得到很好的利用；假设珩磨轮沿着v的方向即齿轮齿宽方向进刀加工，BC段是珩磨轮在当前轴向位置的接触线，BC段以上的部分还未被加工，BC段以下的部分已经完成加工；间齿珩齿加工方法的AB段接触点迹线是未加工部分的齿顶，利用这一段对齿轮的齿顶进行预加工，减少BC段加工齿顶的加工余量，也利用AB段实现齿顶修缘或倒棱功能，使间齿珩齿加工方法的功能增加；间齿加工方法的CD段接触点迹线是已加工部分的靠近齿根的齿面，利用这一段完成这部分齿面的二次加工；

AB段用来加工的具体步骤如下：

步骤1.1建立空间交错轴啮合坐标系，其中S_s(O_s-x_s,y_s,z_s)和S_g(O_g-x_g,y_g,z_g)分别是珩磨轮和齿轮所在的静止坐标系，z_s轴和z_g轴分别与珩磨轮和齿轮的轴线重合，表示静态下珩磨轮与齿轮轴线，S₁(O₁-x₁,y₁,z₁)和S₂(O₂-x₂,y₂,z₂)分别是与珩磨轮和齿轮固连的运动坐标系，z₁轴和z₂轴分别与珩磨轮和齿轮的轴线重合，表示动态下珩磨轮与齿轮轴线，和为珩磨轮与齿轮的转动角度，r_p1和r_p2分别为珩磨轮与齿轮的工作节圆半径，λ是珩磨轮与齿轮的轴交角,P是珩磨轮与齿轮的节点；AB段的主要功能有两种，一是完成预加工，二是完成齿顶修缘或倒棱；对于这两种功能，珩磨轮的表面均为理想渐开螺旋面，螺旋面上任一点矢量坐标表示为μ₁和θ₁是任意可表示珩磨轮螺旋面的两个参数；对于第一种功能，齿轮的齿面也是理想渐开螺旋面，对于第二种功能，齿轮的齿面中间部分为理想渐开螺旋面，齿顶部分的形状与设计要求相关，包括倒棱、圆弧和二次曲线等，无论是哪一种齿面，加工过程都是相同的，将齿面上任一点矢量坐标表示为μ₂和θ₂是任意表示齿轮齿面的两个参数；

步骤1.2通过步骤1.1中给出的珩磨轮表面和齿轮表面的表达式，根据空间啮合原理，两个表面在接触时满足

其中与为在S_g坐标系中珩磨轮螺旋面上任一点矢量坐标与齿轮齿面上任一点矢量坐标的表达式，由与经坐标变换得出；经坐标变换引入变量珩磨轮转角故同啮合接触时，两点重合，故有等式该等式包含3个方程6个变量；与为在S_g坐标系中珩磨轮螺旋面上任一点的单位法向量与齿轮齿面上任一点的单位法向量；其中啮合接触时，两点法向量重合，故有等式该等式也含3个方程6个变量；联立方程组得到与的关系，将μ₁,θ₁,μ₂,θ₂,全部用表示；

步骤1.3通过步骤1.2珩磨轮的转角，算出满足要求的齿轮的转角，AB段的加工过程对应着一个与的数组：

其中分别表示接触啮合时第i组转角数据中珩磨轮与齿轮的转角；将这个数组输入到控制系统中，使珩齿机按照数组中的规律控制珩磨轮和齿轮运动，完成AB段要完成的预加工和齿顶修缘或倒棱；

CD段用来加工的具体步骤如下：

步骤2.1按照AB段加工步骤1.1中的方式建立坐标系；CD段为珩磨轮齿顶在齿轮表面刮行，标准珩磨轮齿顶是一条棱线，棱线在齿面上刮行易磨损，本方法将珩磨轮齿顶设计成圆弧状或二次曲线等鼓形曲线；在S₁坐标系中，齿顶圆弧方程为ξ₁为圆弧的参数；CD段是珩磨轮对已加工的齿面进行二次加工，这个过程是一个光整加工的过程；齿轮齿面为理想渐开螺旋面，其上任一点矢量坐标为

步骤2.2步骤1.1中给出了珩磨轮表面任一点矢量坐标和齿轮表面任一点矢量坐标的表达式，根据空间啮合原理，两个表面在接触时满足

其中为在S_g坐标系中珩磨轮齿面任一点的单位法向量，为在S_g坐标系中齿轮齿面任一点的单位法向量，求解方程组后，得到与的关系，ξ₁,μ₂,θ₂,全部用表示；

步骤2.3通过步骤2.2根据珩磨轮的转角，算出满足要求的齿轮的转角，CD段的加工过程对应着一个与的数组：

将这个数组输入到控制系统中，使珩齿机按照数组中的规律控制珩磨轮和齿轮运动，完成CD段要完成的齿面光整。