[发明专利]一种齿顶倒圆方法

说明书

本发明属于齿轮制造领域，涉及根据齿轮廓形计算砂轮廓形的设计方法，解决目前齿顶倒圆仍需手工打磨的问题，提出了一种新的齿顶倒圆方法。该方法采用专用倒圆砂轮在蜗杆砂轮磨齿机上加工齿顶圆角，与传统手工打磨齿顶倒圆相比，大大提高了加工效率与加工质量。首先根据现阶段齿轮制造工艺分析齿顶倒圆必须在齿轮加工完成后进行单独倒圆工序，然后提出一种根据齿轮的几何参数与倒圆尺寸计算专用蜗杆砂轮廓形的设计方法。

技术领域

本发明属于齿轮制造领域，涉及根据齿轮廓形计算砂轮廓形的设计方法，解决齿顶倒圆仍需手工打磨的问题，提出了一种新的齿轮制造工艺。

背景技术

大量理论和实践表明，齿轮的边缘棱角会因为小的磕碰易造成齿面凸起而产生噪声和损伤啮合齿面，并且这种边缘棱角在热处理的过程中易引起应力集中，影响齿轮的力学性能导致齿轮容易疲劳磨损，降低齿轮寿命。因而在齿轮制造领域中，对齿轮进行倒棱与倒圆处理已成为一道重要工序。

齿轮倒圆分为齿廓倒圆与齿顶倒圆。齿廓倒圆通常在倒棱机上，通过挤棱刀或成型铣刀进行加工，与齿廓倒圆相比齿顶倒圆的作用更加重要，因为在齿轮传动中，主动齿轮的齿顶尖点直接与从动齿轮的齿面接触啮合，易产生冲击，引起振动与噪音。

齿顶倒圆工艺复杂，同时考虑圆角的加工精度要求较低，因而现阶段的齿顶倒圆仍是采用人工打磨的方式，效率低下，浪费人力工时，并且表面质量粗糙，急需一种新的齿顶倒圆工艺来代替手工作业。

为避免人工打磨破坏已经加工完成的齿轮啮合面，现阶段的齿顶倒圆工序必须安排在磨齿精加工之前，滚齿粗加工之后，考虑圆角尺寸较小，无法忽略精加工余量，因而磨齿加工时会破坏已经加工完成的圆角，如图1所示，出现切触起点被去除甚至整个圆角都被去除的现象，切触点被去除会引起齿廓部分与齿顶圆角产生新的尖点，易产生应力集中与啮合冲击。

齿顶倒圆不宜在齿形修形的磨齿工艺中加工，因为磨齿的修形量很小，而齿顶倒圆半径通常在0.1到0.5之间，材料去除量较大，会影响齿形修形的精度。所以新的齿顶倒圆工艺必须安排在齿轮磨齿精加工之后，且不能破坏已经加工完成的齿轮啮合面。

发明内容

针对上述人工打磨齿顶圆角的效率低质量差的问题，本发明提供了一种齿顶倒圆方法，该方法实现用展成原理加工齿顶圆角，达到替代现阶段手工打磨齿顶圆角的目的。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：

一种齿顶倒圆方法，在传统齿轮加工中的滚齿与磨齿工序完成后再进行单独的齿顶圆角加工，作为齿轮加工的最终工序，将传统滚齿—手工打磨—磨齿的工序，改变为滚齿—磨齿—蜗杆砂轮倒圆的工序。

作为本发明的一种优选方案，蜗杆砂轮倒圆是用展成原理磨削齿顶圆角。

作为本发明的另一种优选方案，蜗杆砂轮倒圆的工序中所采用的倒圆蜗杆砂轮是根据齿顶圆角的几何尺寸来设计计算砂轮廓形；砂轮廓形方程是：

式中，θ∈(θ1，θ2)，R_a表示齿顶圆半径，R表示倒圆半径，α是圆心坐标的求解参数，θ1表示齿顶圆上的圆弧角度，θ2表示齿廓渐开线上的圆弧角度，X₁，Y₁为圆弧方程，X₂，Y₂为砂轮端面廓形方程；ρ是节园半径。

作为本发明的一种改进方案，倒圆蜗杆砂轮不会与齿廓啮合部分和齿顶圆部分相接触。

本发明的技术效果是：采用蜗杆砂轮加工齿顶圆角，效率高，大量节省人力工时，并且加工出的齿轮圆角精度高，表面质量好，加工过程中不会产生干涉，在蜗杆砂轮磨齿机中通过修整砂轮即可加工，易于实现。

附图说明

图1为滚齿加工的圆角在精加工后出现齿顶尖点的结构示意图；