奥利康齿轮

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工具技术

奥利康摆线齿锥齿轮铣刀盘几何结构研究

续鲁宁,郭晓东,张卫青

重庆理工大学

摘要:分析了奥利康摆线齿锥齿轮铣刀盘的几何结构,研究了刀齿切削刃在铣刀盘坐标系中的表示,通过坐标变换得到了刀齿在刀柄坐标系中的矢量函数。以左旋小轮切齿加工精切内刀为例构建了刀齿的几何模型。本文对研究开发摆线齿锥齿轮铣刀盘刀齿加工技术具有指导意义。

关键词:摆线齿锥齿轮;铣刀盘

中图分类号:TG61+1 文献标志码:A

ResearchonOerlikon sBevelGearCutterGeometry

XuLuning,GuoXiaodong,ZhangWeiqing

Abstract:Oerlikon sbevelgearcuttergeometryisanalyzed.Allbladesaremountedtotheheadcutter,withthecuttingedgeisdenotedintheheadcuttercoordinate.Throughthecoordinatetransformation,thevectorfunctionofthebladeinthebladehandlecoordinateisacquired.Takethelefthandedaccurateinsidecutterheadforexample,thecutterbladegeometrymodelhasbeenbuilt.TheresearchworkhastheorysignificanceindevelopingOerlikon sbevelgearcutterblade.

Keywords:bevelgear;cutter

1 引言

曲线齿锥齿轮按齿线类型可分为弧线齿和摆线齿两种。相对于弧线齿锥齿轮来说,摆线齿锥齿轮采用等高齿制和连续分度法加工,具有更高的加工效率、更好的传动平稳性及更小的传动噪声。摆线齿锥齿轮的设计和制造技术方面有较大难度,一直被克林贝格及格里森公司垄断。国外学者研究了摆线齿锥齿轮的连续分齿原理、接触分析、应力分析和铣刀盘等[2-7];在国内,董学朱教授研究了摆线齿锥齿轮的铣齿原理和铣齿调整计算等,但是关于摆线齿锥齿轮的机床、铣齿刀具的研究较少。因此,开展摆线齿锥齿轮铣刀盘几何结构的研究,对于国内开发摆线齿锥齿轮刀具和促进摆线齿锥齿轮在国内机械传动领域的应用具有指导意义。 2 刀盘几何结构

图1为最常用的奥利康型刀盘结构图,它由刀体座、支撑圈、刀齿压板、刀齿、刀体、外圈环、定位销、内六角(紧固)螺钉等组成[1]。刀体和刀体座用螺栓联结,也可以加工成一个整体,需要依据刀盘切齿加工时切削力的大小决定。

刀盘上装有z0组刀齿,每组刀齿有粗切刀、精切外刀和内刀三个刀齿分别用来开槽,精切齿轮凹

基金项目:国家高科技术研究发展计划(863计划)资助项目(2007AA042005)

收稿日期:2009年10月

[1]

面和齿轮凸面。根据锥齿轮的旋向和铣刀盘的旋转方向,刀齿在铣刀盘上按照一定规律排列[1]。刀齿是铣刀盘的重要组成部分,其刀齿的几何形状及其在刀盘上的定位影响着加工锥齿轮的齿面形状。

1.刀体座2、9、10.内六角螺钉3.支撑圈4.内六角紧固螺钉

5.刀齿压板6.刀齿7.刀体8.外圈环11.定位销

图1 奥利康型刀盘结构图

铣刀盘参数详见表1,部分参数见图2和图3。这些参数决定了刀齿的形状和在铣刀盘中的位置。其中,k=I表示内刀,k=A表示外刀。

3 刀齿切削刃在铣刀盘坐标系中的表

示

根据齿轮啮合原理,要加工出要求的摆线齿锥齿轮齿面形状,主切削刃既要有正确的形状也要在刀盘上有正确的安装位置。刀齿的主切削刃一般由直线刃和刀尖圆角组成。合理选取刀齿的顶刃和侧刃的刀尖圆角,可以提高刀齿的耐用度和齿轮的抗弯强度。下面以加工左旋小轮时用的刀盘为例,[1]