[发明专利]人字齿面齿轮传动机构及其人字齿面齿轮的铣齿加工方法

摘要

本发明公开了一种人字齿面齿轮传动机构，包括人字齿面齿轮和人字齿圆柱齿轮，人字齿面齿轮包括圆盘形轮体和齿轮轴，圆盘形轮体的一侧表面设有环形分布的第一人字齿，人字齿圆柱齿轮的轮体外圆周上设置有第二人字齿，第一人字齿由对接呈人字形的第一右旋轮齿和第一左旋轮齿组成，第二人字齿由对接呈人字形的第二左旋轮齿和第二右旋轮齿组成，第二左旋轮齿与第一右旋轮齿相啮合，第二右旋轮齿与第一左旋轮齿相啮合。本发明还公开了一种人字齿面齿轮传动机构中人字齿面齿轮的铣齿加工方法。本发明人字齿面齿轮传动机构的承载能力大，啮合性能好，传动平稳、噪音小，实用性强；人字齿面齿轮的铣齿加工方法能够最大限度上利用人字齿面齿轮的齿宽。

主权项

1.一种人字齿面齿轮传动机构，包括轴线相互垂直设置且相互啮合的人字齿面齿轮(1)和人字齿圆柱齿轮(2)，所述人字齿面齿轮(1)包括圆盘形轮体(9)和设于圆盘形轮体(9)中间位置处的齿轮轴(10)，所述圆盘形轮体(9)的一侧表面设有以齿轮轴(10)的中心为圆心的环形分布的第一人字齿(3)，所述人字齿圆柱齿轮(2)的轮体外圆周上设置有第二人字齿(4)，所述第一人字齿(3)由对接呈人字形的第一右旋轮齿(7)和第一左旋轮齿(8)组成，所述第二人字齿(4)由对接呈人字形的第二左旋轮齿(5)和第二右旋轮齿(6)组成，所述第二左旋轮齿(5)与第一右旋轮齿(7)相啮合，所述第二右旋轮齿(6)与第一左旋轮齿(8)相啮合；所述第一人字齿(3)的数量为第二人字齿(4)的数量的6～15倍，其特征在于：所述第一人字齿(3)的铣齿加工方法包括以下步骤：步骤一、构建铣齿加工装置：所述铣齿加工装置包括人字齿面齿轮安装轴(11)、指状铣刀(12)、铣刀安装轴(19)和铣刀运动机构，用于加工人字齿面齿轮(1)的圆盘形轮体(9)与人字齿面齿轮安装轴(11)固定连接；所述铣刀运动机构包括第一转盘(13)和与第一转盘(13)转动连接的第二转盘(14)，以及Z向运动滑块(15)、Y向运动滑块(16)、X向运动导轨(17)和X向运动滑块(18)，所述Z向运动滑块(15)嵌入安装在第二转盘(14)中且能够在第二转盘(14)内做Z轴方向上的运动，所述Y向运动滑块(16)与Z向运动滑块(15)在Y轴方向上滑动连接，所述X向运动导轨(17)与Y向运动滑块(16)固定连接，所述X向运动滑块(18)与X向运动导轨(17)在X轴方向上滑动连接，所述指状铣刀(12)与铣刀安装轴(19)固定连接，所述铣刀安装轴(19)转动连接在X向运动滑块(18)上；步骤二、采用铣齿加工装置在圆盘形轮体(9)上粗加工第一人字齿(3)：第二转盘(14)转动，Z向运动滑块(15)在Z轴方向上运动，且第二转盘(14)的转角ξs与Z向运动滑块(15)的位移S满足S＝Pξs，P为人字齿圆柱齿轮(2)的螺旋导程，在第二转盘(14)与Z向运动滑块(15)的合成螺旋齿向进给运动的驱动下，使指状铣刀(12)在齿向做螺旋进给运动；与此同时，X向运动滑块(18)带动指状铣刀(12)沿X向运动导轨(17)滑动，使指状铣刀(12)在圆盘形轮体(9)上做齿廓方向的进给运动；与此同时，盘形轮体(9)随人字齿面齿轮安装轴(11)旋转，指状铣刀(12)在第一转盘(13)的驱动下旋转，人字齿面齿轮安装轴(11)与第一转盘(13)的运动构成了指状铣刀(12)与要在圆盘形轮体(9)上加工的第一人字齿(3)的啮合运动，人字齿面齿轮安装轴(11)的转角φ1与第一转盘(13)的转角φB满足φ1＝φBN2/N1，N2为第二人字齿(4)的齿数，N1为第一人字齿(3)的齿数；与此同时，指状铣刀(12)随铣刀安装轴(19)旋转；用来粗切出全齿高为2.25m的第一人字齿(3)；m为人字齿面齿轮(1)的模数；步骤三、第一人字齿(3)精加工修形：第二转盘(14)转动，Z向运动滑块(15)在Z轴方向上运动，且第二转盘(14)的转角ξs与Z向运动滑块(15)的位移S满足S＝Pξs，在第二转盘(14)与Z向运动滑块(15)的合成螺旋齿向进给运动的驱动下，使指状铣刀(12)在齿向做螺旋进给运动；与此同时，X向运动滑块(18)带动指状铣刀(12)沿X向运动导轨(17)滑动，使指状铣刀(12)在圆盘形轮体(9)上做齿廓方向的进给与修形运动；与此同时，盘形轮体(9)随人字齿面齿轮安装轴(11)旋转，指状铣刀(12)在第一转盘(13)的驱动下旋转，人字齿面齿轮安装轴(11)与第一转盘(13)的运动构成了指状铣刀(12)与要在圆盘形轮体(9)上加工的第一人字齿(3)的啮合运动，人字齿面齿轮安装轴(11)的转角φ1与第一转盘(13)的转角φB满足φ1＝φBN2/N1；与此同时，指状铣刀(12)随铣刀安装轴(19)旋转，用来精切出全齿高为2.25m+aS2的第一人字齿(3)；其中，a为齿向抛物线修形参数。