买专利卖专利找龙图腾，真高效！ 查专利查商标用IPTOP,全免费！专利年费监控用IP管家,真方便！

申请/专利权人：大连理工大学

摘要：本发明属于齿轮端面齿廓倒棱技术领域，公开一种齿轮端面齿廓倒棱刀具切削刃的设计方法。步骤如下：给定齿轮参数、倒棱参数和加工参数，导出倒棱面方程及倒棱面法向量；建立齿轮端面齿廓倒棱加工坐标系，并据此建立刀具与倒棱面的啮合方程，进而求解齿轮转角与刀具转角；导出从刀具动坐标系到齿轮动坐标系的齐次变换矩阵，并根据齐次变换矩阵及倒棱面方程导出倒棱面的共轭面方程；计算倒棱面共轭面的横截曲线，并将其作为齿轮端面齿廓倒棱刀具的切削刃。本发明将齿轮端面齿廓倒棱加工与滚插齿结合，利用滚插齿原理独立设计出两侧端面齿廓倒棱刀具的切削刃，由此可分别加工出两侧端面齿廓倒棱面，既保证倒棱面加工质量，又具有滚插齿效率高的优点。

主权项：1.一种齿轮端面齿廓倒棱刀具切削刃的设计方法，其特征在于，步骤如下：步骤一，给定齿轮参数及倒棱参数，导出倒棱面方程及倒棱面的法向量；其中，齿轮参数包括模数mn、齿数z、压力角αn、螺旋角β、齿顶高系数和顶隙系数倒棱参数包括倒棱宽度、倒棱厚度、倒棱角度，右齿廓倒棱参数分别表示为右倒棱宽度B1、右倒棱厚度A1、右倒棱角度F1，左齿廓倒棱参数分别表示为左倒棱宽度B2、左倒棱厚度A2、左倒棱角度F2；根据给定的齿轮参数，齿面方程表示为： 其中，i＝1为齿轮右齿面，i＝2为齿轮左齿面，u为渐开线上一点的展开角，θ为渐开线上的点绕齿轮轴线旋转角度，rb为齿轮基圆半径，σ0为齿轮齿槽半角，P为齿轮导程；齿面与倒棱面的交线既在齿面上又在倒棱面上，因此，根据齿面方程及给定的倒棱宽度计算齿面与倒棱面的交线： 其中， 齿面与倒棱面的交线绕齿轮轴线做螺旋运动，得倒棱面方程为： 其中，θc为旋转角度，Pci为倒棱面导程，通过下式计算得到： 其中，r为齿轮分度圆半径，右齿廓倒棱即F＝F1时，取“-”，左齿廓倒棱即F＝F2时，取“+”；根据齿面方程，齿面法向量表示为： 齿面与倒棱面的夹角为倒棱角F，则齿面法向量与倒棱面法向量的夹角也为倒棱角F，根据齿面法向量及给定的倒棱角度，得倒棱面的法向量为： 步骤二，建立齿轮端面齿廓倒棱加工坐标系，并据此建立刀具与倒棱面的啮合方程，进而求解齿轮转角与刀具转角；齿轮端面齿廓倒棱加工坐标系包括：齿轮动坐标系SwdOwd-xwdywdzwd、齿轮定坐标系SwOw-xwywzw、刀具动坐标系StdOtd-xtdytdztd、刀具定坐标系StOt-xtytzt；齿轮动坐标系Swd随被加工齿轮同步转动，坐标系原点Owd位于被加工齿轮上端面中心，zwd轴与工件轴线重合，正向背离工件实体，ywd轴与齿轮齿槽中心线重合，xwd通过右手法则确定；齿轮定坐标系Sw初始时刻与齿轮动坐标系Swd重合；刀具动坐标系Std随刀具同步转动，坐标系原点Otd位于刀具下端面几何中心，ztd轴与刀具轴线重合，正向指向刀具实体，初始时刻xtd轴与xwd轴在平面ywdOwdzwd内成α角度，ytd通过右手法则确定；刀具定坐标系St初始时刻与刀具动坐标系Std重合；步骤一中已经得到倒棱面的法向量，要建立啮合方程，还需求解刀具与倒棱面的相对运动速度；给定齿轮转速与刀具转速，则相对运动速度通过下式计算：v12＝wωt×rt-ωw×rw其中，wωt、ωw、rt、rw均表示在齿轮定坐标系中，wωt和ωw分别为刀具和工件转动的角速度，rt和rw分别为刀具和工件在啮合点处的位置矢量；由于相对运动速度矢量表示在齿轮定坐标系中，而倒棱面的法向量表示在齿轮动坐标系中，因此需要将倒棱面的法向量变换到齿轮定坐标系，并表示为将与v12代入啮合方程得： 其中，为齿轮转角，U、V、W为： 其中，scu，θc＝xw，yw，zw，ncu，θc＝nx，ny，nz，a、h、Σ、α为刀具安装参数，分别表示安装中心距、安装高度、轴交角、倾斜角；要使啮合方程有解，轴交角Σ和倾斜角α的取值应满足U2+V2-W2≥0；随后，给定刀具刀齿齿顶厚度，令α＝0，反算出Σ的值；根据齿轮轮齿齿高确定刀具刀齿齿高，进而根据刀具刀齿齿高反算出α的值；倾斜角α的值确定后，通过下式计算安装中心距与安装高度： 其中，rs为渐开线起始圆半径，D0为刀具初始直径，D0根据齿轮参数和倒棱参数计算得到；根据化简的啮合方程，得齿轮转角为： 进而，根据齿轮与刀具的传动比关系计算得到刀具转角步骤三，根据步骤二中建立的齿轮端面齿廓倒棱加工坐标系，导出从刀具动坐标系到齿轮动坐标系的齐次变换矩阵： 步骤四，计算倒棱面的共轭面；根据步骤一中导出的倒棱面方程以及步骤三中的齐次变换矩阵，导出倒棱面共轭面的方程为： 步骤五，计算倒棱面共轭面的横截曲线，并将其作为齿轮端面齿廓倒棱刀具的切削刃。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 大连理工大学 一种齿轮端面齿廓倒棱刀具切削刃的设计方法