專利名稱：一種切削擺線共軛內(nèi)齒輪的新型插齒刀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種切削擺線共軛內(nèi)齒輪的新型插齒刀，該插齒刀是用來切削與原始齒廓為短幅外擺線的等距線、短幅系數(shù)K為0.8～0.9的外齒輪相嚙合的共軛內(nèi)齒輪刀具，該插齒刀的齒形為三圓弧替代齒形。
擺線齒輪大都應(yīng)用于鐘表及油泵齒輪傳動(dòng)中，真正用于動(dòng)力傳動(dòng)的尚屬擺線針輪減速機(jī)。其中的擺線輪是以一支支完整連續(xù)的短幅外擺線的等矩線為齒廓、短幅系數(shù)K限制在0.6左右。與擺線輪嚙合的是齒數(shù)多1的針輪。針輪的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，無法用范成法加工，精度很難提高；針輪與擺線輪的接觸為凸齒面接觸，限制了傳動(dòng)效率和承載能力的進(jìn)一步提高。
國內(nèi)在1985年8月24日申請(qǐng)?zhí)枮?5106511的“擺線等距線齒輪傳動(dòng)副及其裝置”的專利，其內(nèi)、外齒輪的齒廓是短幅系數(shù)K為1的普通外擺線等距線，形成原理如


圖1所示。圖中，R為導(dǎo)圓半徑，圓心為O1；r為滾圓半徑，圓心為O1′；S0為理論廓線；S為實(shí)際廓線；等距半徑為rZ；X－Y為齒廓坐標(biāo)系。由于K＝1，理論齒廓曲線S0上必存在曲率半徑為零的尖點(diǎn)，從而使實(shí)際齒廓曲線產(chǎn)生根切，在rZ等于理論齒廓曲線的曲率半徑處；實(shí)際齒廓曲線形成尖角。隨著等距半徑rZ的增加，根切的程度增加，這就大大限制了內(nèi)齒輪的齒厚，并且破壞了傳動(dòng)的平穩(wěn)性，成為造成傳動(dòng)裝置的振動(dòng)與噪聲、加速齒廓磨損的重要原因。
本實(shí)用新型的目的是提供一種齒形簡(jiǎn)單、能保證切削精度的、用來切削共軛內(nèi)齒輪的三圓弧替代齒形的插齒刀。
本實(shí)用新型的技術(shù)特點(diǎn)是切削擺線共軛內(nèi)齒輪的插齒刀，其特點(diǎn)在于這種插齒刀是用來切削與原始齒廓為短幅外擺線的等距線、短幅系數(shù)K＝0.8～0.9的外齒輪相嚙合的共軛內(nèi)齒輪的齒廓，該插齒刀的齒形為替代圓弧連接，本實(shí)用新型為三圓弧連接的替代齒形。它的另一個(gè)特點(diǎn)是替代圓弧的圓心C1與C3分別在對(duì)稱軸y0與N上。該插齒刀齒形的特點(diǎn)還在于替代圓弧嚴(yán)格通過A、G、B、D，G點(diǎn)保持拐點(diǎn)不變。替代圓弧
段略大于精確刀具頂部齒形。
圖2為原始齒廓(外齒輪)形成原理圖。圖中，R為導(dǎo)圓半徑，圓心為O1；r1、r2分別為外、內(nèi)齒輪的節(jié)圓半徑，圓心分別為O1與O2；P為節(jié)點(diǎn)；r為滾圓半徑，圓心為O1′；x1－y1為原始齒廓坐標(biāo)系；rZ為等距半徑；內(nèi)、外齒輪的偏心距為O1O2；M為原始齒廓上的點(diǎn)；λ為角度參數(shù)。
圖3為原始齒廓的共軛內(nèi)齒輪齒廓形成原理圖。圖中的符號(hào)意義除同圖2外，x2－y2為內(nèi)齒輪齒廓坐標(biāo)系；φ、ψ分別為外、內(nèi)齒輪的轉(zhuǎn)角；M為外、內(nèi)齒輪相應(yīng)的嚙合點(diǎn)；a為外、內(nèi)齒輪偏心距。
圖4為切削內(nèi)齒輪齒廓的插齒刀齒形(精確刀具齒形)形成原理圖。圖中x0－y0為插齒刀齒廓坐標(biāo)系；A為加工中心距；δ、η分別為工件與插齒刀的轉(zhuǎn)角。M為插齒刀齒廓上的點(diǎn)。但由于該插齒刀齒形制造困難，很難保證精度，為此采用了三圓弧替代齒形。
圖5為插齒刀齒形替代圓弧的形成圖。圖中x0－y0為插齒刀齒廓坐標(biāo)系，原點(diǎn)O0在刀具中心點(diǎn)；A為齒根點(diǎn)；G為齒廓曲線拐點(diǎn)；B為齒廓上選定的點(diǎn)；D為齒形對(duì)稱軸N上的點(diǎn)；C1、C2、C3分別為替代圓弧圓心。替代圓弧應(yīng)滿足的條件為(1)圓心C1與C3分別在對(duì)稱軸y0與N上；(2)替代圓弧嚴(yán)格通過點(diǎn)A、G、B、D，且G仍為拐點(diǎn)；(3)
段滿足給定的替代精度要求；(4)圓弧
部分略大于精確刀具頂部齒形，以形成嚙合的齒頂間隙。
(5)替代圓弧的半徑可根據(jù)給定圓弧兩點(diǎn)及圓心位置的條件決定。
圖5中Z0為插齒刀齒數(shù)。
本實(shí)用新型的附圖有
圖1為普通外擺線等距線齒廓的形成原理圖；圖2為短幅外擺線原始齒廓的形成原理圖；圖3為共軛內(nèi)齒輪齒廓的形成原理圖；圖4為精確插齒刀齒廓形成原理圖；圖5為插齒刀齒廓替代圓弧形成原理圖。
本實(shí)用新型的插齒刀的齒形為三圓弧替代齒形，該齒形制造簡(jiǎn)單且能保證有足夠的傳動(dòng)精度。由于本實(shí)用新型所述及的內(nèi)、外齒輪為凹凸齒廓接觸，綜合曲率小，可以提高裝置的承載能力和傳動(dòng)效率。用這種齒輪的行星齒輪減速裝置與傳統(tǒng)的擺線針輪減速機(jī)相比，傳動(dòng)效率可提高5％以上，承載能力提高50％左右，轉(zhuǎn)臂軸承受力明顯減小。因而可成為一種效率高、承載能力強(qiáng)、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、成本低的傳動(dòng)裝置。
本實(shí)用新型的實(shí)施例。在擺線行星齒輪減速機(jī)中，若外齒輪齒數(shù)Z1＝27，內(nèi)齒輪齒數(shù)Z2＝28，偏心距a＝5毫米。取原始齒廓的短幅系數(shù)K＝0.85，等距半徑rZ＝10毫米，齒廓無根切發(fā)生。求得插齒刀齒形替代圓弧半徑分別為9.999毫米、7.397毫米與9.931毫米，圖5中
段齒形誤差不大于0.045毫米，嚙合頂隙為0.20毫米。外齒輪采用擺線滾刀切齒后可經(jīng)磨齒，內(nèi)齒輪用替代三圓弧插齒刀切齒。
權(quán)利要求1.一種切削擺線共軛內(nèi)齒輪的插齒刀，其特征在于該插齒刀是用來切削與原始齒廓為短幅外擺線的等距線、短幅系數(shù)K=0.8～0.9的外齒輪相嚙合的共軛內(nèi)齒輪的齒廓，插齒刀的齒形為替代圓弧連接的齒形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的插齒刀，其特征在于該插齒刀的齒形為三圓弧連接的替代齒形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的插齒刀，其特征在于替代圓弧的圓心C1與C3分別在對(duì)稱軸y0與N上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的插齒刀，其特征在于替代圓弧嚴(yán)格通過點(diǎn)A、G、B、D，G點(diǎn)保持拐點(diǎn)不變。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的插齒刀，其特征在于替代圓弧
段略大于精確刀具頂部齒形。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種切削擺線共軛內(nèi)齒輪的新型插齒刀，其特征在于該插齒刀用來切削與原始齒廓為短幅外擺線的等距線、短幅系數(shù)K＝0.8～0.9的外齒輪相嚙合的共軛內(nèi)齒輪的齒廓，插齒刀的齒形為三圓弧替代齒形。在保證足夠的精度要求下，簡(jiǎn)化了插齒刀的制造。
文檔編號(hào)B23D13/00GK2147060SQ9322505
公開日1993年11月24日 申請(qǐng)日期1993年1月14日 優(yōu)先權(quán)日1993年1月14日
發(fā)明者管伯良 申請(qǐng)人:中國紡織大學(xué)