擺線齒輪數控磨齒方法及裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術涉及的擺線齒輪數控磨齒方法中，利用曲柄連桿機構帶動圓弧齒廓的盤形砂輪作往復直線運動，形成等效的圓柱形磨削面，再由微機控制的雙坐標數控系統帶動擺線齒輪工件作移動及轉動（ｐ，θ）運動，由等效磨削面包絡出擺線齒輪的整個齒形面。該方法可以磨削外擺線齒輪和內擺線齒輪。本發明專利技術還提供了擺線齒輪數控磨齒的裝置。采用本發明專利技術的方法和裝置可以成倍地提高磨削效率，磨削精度高而穩定，成本低。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于機械制造領域下屬的齒輪制造。
技術介紹
擺線齒輪減速機具有減速比大，結構簡單的優點，而獲得了廣泛的應用，擺線減速機的關鍵零件為擺線齒輪，這種齒輪需要淬火和磨削加工。多年來，擺線齒輪磨齒機均采用模擬擺線減速機的齒輪作自轉和公轉的盤形砂輪磨齒法，這種方法的生產率很低，從而增大了擺線齒輪減速機的成本，而限制了擺線齒輪減速機的廣泛應用。本專利技術者曾于1988年研制成功擺線齒輪砂帶磨齒法，由于砂帶無法達到很高的精度，僅解決了擺線齒輪的粗磨問題。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種擺線齒輪數控磨齒方法及裝置，方法由現有磨齒機的逐點磨削發展為線磨削，從而可以成倍的提高擺線齒輪磨齒效率，并通過采用先進的微機數控技術，使磨齒工藝由機械操作，提高到半自動水平。使磨齒裝置具有生產效率高，精度高且穩定，結構簡單，自動化程度高的優點。本專利技術提供的擺線齒輪數控磨齒方法是這樣的，其特征在于方法包括建立工作臺的水平滾珠導軌，大磨頭的垂直滾珠導軌及其上下往復直線運動用曲柄連桿機構、圓弧砂輪修整器，微機控制雙座標開環控制系統；加工時，將擺線齒輪工件在工作臺上作定軸轉動，同時按擺線軌跡坐標作移動，從而以極座標包絡法(ρ，θ)磨出擺線齒廓；采用帶圓弧齒廓的盤形砂輪，由曲柄連桿機構帶動，一直以較快的速度沿擺線齒輪軸線方向作往復運動，在工件上形成等效的圓柱磨削表面；擺線齒輪工件轉動一周后，砂輪就把齒輪的整個齒面磨削了一遍，每轉一周后，擺線齒輪徑向進給一次，再磨一遍，直到磨到擺線齒輪要求的直徑為止。選擇盤形砂輪的圓弧半徑大于針輪的半徑，最大以擺線齒輪齒底的曲率半徑ρ為限，從而可以提高工效。利用同時裝多對工件的辦法，以提高加工效率。本專利技術提供的擺線齒輪數控磨齒裝置的結構是這樣的它包括水平滾珠導軌，可沿x方向往復移動，可繞垂直軸O1轉動的回轉工作臺，位于工作臺上的夾具，安裝在大磨頭上，可繞水平軸O2高速轉動的砂輪；大磨頭右側安裝在立柱的垂直滾珠導軌上。砂輪的一側安裝有圓弧砂輪修整器；在立柱內安裝由電機帶動的曲柄連桿機構，曲柄繞軸O4轉動時，連桿帶動大磨頭沿滾珠導軌垂直往復運動。附圖說明圖1，外擺線齒輪磨削方法圖，它是圖2的側視圖。圖2，外擺線齒輪磨削方法圖，它也是圖1的頂視圖。圖3，內擺線齒輪磨削方法圖，它是圖4的側視圖。圖4，內擺線齒輪磨削方法圖，它也是圖3的頂視圖。圖5，擺線齒輪磨削裝置圖，它是圖6的側視圖，本圖以磨外擺齒輪為例。圖6，擺線齒輪磨削裝置圖，它也是圖5的頂視圖，本圖以磨外擺線齒輪為例。具體實施例方式下面結合附圖，對本方法及裝置作進一步說明。圖1及圖2為磨削外擺線齒輪的總體布局圖，擺線齒輪繞垂直軸O，定軸慢速旋轉；其轉角以θ表示，同時，擺線齒輪軸O，沿X座標移動，其移動量以ρ表示；盤形砂輪的軸線O2水平布置，盤形砂輪周邊由圓弧砂輪修整器，將其母線修成半徑為r的圓弧；砂輪作高速磨削轉動B；同時，砂輪還在垂直方向作較高的往復直線運動y；因此，砂輪在工作區的等效形狀為圓柱形。當擺線齒輪作(ρ，θ)運動時，其外表面將被砂輪圓柱面包絡出擺線齒輪的整個外表面，即外表面一次成形，從而較現有磨齒法，成倍地提高了效率。擺線齒輪軸線轉動角θ與移動量ρ的數學關系，可由現有設計計算方法求出，并按此編制雙座標開環數控程序。當擺線齒輪旋轉一整圈后，可由x座標作進給，以繼續磨去留磨量，直到擺線齒輪磨到設計直徑，磨齒完畢。為提高工效，可以選擇砂輪的半徑r大于針輪的半徑，最大以擺線齒輪齒底的曲率半徑R為限。圖3及圖4為磨削內擺線齒輪的方法，其工作原理與磨外擺線齒輪相同；不同之處為砂輪直徑應小于內擺線齒輪的內徑，并需采用一個能伸進齒圈的小磨頭，此小磨頭可夾在大磨頭的側面上。圖5及圖6為擺線齒輪磨削裝置圖。它由下列零部件組成1-水平滾珠導軌，可沿x方向往復移動；2-回轉工作臺，可繞垂直軸O1轉動，按數控規則用A表示；3-夾具；4-工件(擺線齒輪)，可以一次磨幾對工件，圖示裝兩對，共4件；5-夾緊工件的螺母；6-砂輪，繞水平軸O2高速轉動，按數控規則用B表示；7-大磨頭，磨頭內為高精度滾動軸系，與現有齒輪磨床相同，磨頭右側為垂直滾珠導軌。8-圓弧砂輪修整器，有標準件；9-立柱，在其內部有電機帶動的曲柄連桿機構10，當曲柄繞軸O4轉動時，連桿帶動大磨頭9沿滾珠導軌垂直往復運動(本機構有標準設計)。擺線齒輪磨削方法如下當在裝置上裝好工件后，啟動數控程序，由微機向工作臺發去雙座標脈沖指令，擺線齒輪作轉動θ及移動x，形成擺線所需的齒廓；同時，砂輪不斷上下往復運動，而由其等效圓柱包絡出整個擺線齒輪的齒面。磨完一圈后，程序發去徑向進給指令，再磨一周，直到磨到擺線齒輪規定直徑后，機床停止。在磨削內擺線齒輪時，在大磨頭7的左側表面上加裝小磨頭，其它均相同。權利要求1.一種擺線齒輪數控磨齒方法，其特征在于方法包括建立工作臺的水平滾珠導軌，大磨頭的垂直滾珠導軌及其上下往復直線運動用曲柄連桿機構、圓弧砂輪修整器，微機控制雙座標開環控制系統；加工時，將擺線齒輪工件在工作臺上作定軸轉動，同時按擺線軌跡坐標作移動，從而以極座標包絡法(ρ，θ)磨出擺線齒廓；采用帶圓弧齒廓的盤形砂輪，由曲柄連桿機構帶動，一直以較快的速度沿擺線齒輪軸線方向作往復運動，在工件上形成等效的圓柱磨削表面；擺線齒輪工件轉動一周后，砂輪就把齒輪的整個齒面磨削了一遍，每轉一周后，擺線齒輪徑向進給一次，再磨一遍，直到磨到擺線齒輪要求的直徑為止。2.根據權利要求1所述的擺線齒輪數控磨齒方法，其特征在于磨削外擺線齒輪時，選擇盤形砂輪的圓弧半徑大于針輪的半徑，最大以擺線齒輪齒底的曲率半徑為限。3.根據權利要求1所述的擺線齒輪數控磨齒方法，其特征在于磨削內擺線齒輪時，選擇盤形砂輪直徑小于內擺線齒輪的內徑，并采用一個能伸進齒圈的小磨頭，此小磨頭可夾在大磨頭的側面上。4.一種擺線齒輪數控磨齒裝置，其特征是包括可沿x方向往復移動水平滾珠導軌，可繞垂直軸(O1)轉動的回轉工作臺，位于工作臺上的夾具，安裝在大磨頭上，可繞水平軸(O2)高速轉動的砂輪；大磨頭右側安裝在立柱的垂直滾珠導軌上，砂輪的一側安裝有圓弧砂輪修整器；在立柱內安裝由電機帶動的曲柄連桿機構，曲柄繞軸(O4)轉動時，連桿帶動大磨頭沿滾珠導軌垂直往復運動。全文摘要本專利技術涉及的擺線齒輪數控磨齒方法中，利用曲柄連桿機構帶動圓弧齒廓的盤形砂輪作往復直線運動，形成等效的圓柱形磨削面，再由微機控制的雙坐標數控系統帶動擺線齒輪工件作移動及轉動(p，θ)運動，由等效磨削面包絡出擺線齒輪的整個齒形面。該方法可以磨削外擺線齒輪和內擺線齒輪。本專利技術還提供了擺線齒輪數控磨齒的裝置。采用本專利技術的方法和裝置可以成倍地提高磨削效率，磨削精度高而穩定，成本低。文檔編號B23F5/02GK1562547SQ200410022109公開日2005年1月12日 申請日期2004年3月23日 優先權日2004年3月23日專利技術者梁錫昌 申請人:重慶大學本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種擺線齒輪數控磨齒方法，其特征在于：方法包括建立工作臺的水平滾珠導軌，大磨頭的垂直滾珠導軌及其上下往復直線運動用曲柄連桿機構、圓弧砂輪修整器，微機控制雙座標開環控制系統；加工時，將擺線齒輪工件在工作臺上作定軸轉動，同時按擺線軌跡坐標作移動，從而以極座標包絡法（ρ，θ）磨出擺線齒廓；采用帶圓弧齒廓的盤形砂輪，由曲柄連桿機構帶動，一直以較快的速度沿擺線齒輪軸線方向作往復運動，在工件上形成等效的圓柱磨削表面；擺線齒輪工件轉動一周后，砂輪就把齒輪的整個齒面磨削了一遍，每轉一周后，擺線齒輪徑向進給一次，再磨一遍，直到磨到擺線齒輪要求的直徑為止。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：梁錫昌，
申請(專利權)人：重慶大學，
類型：發明
國別省市：85[中國|重慶]