在實(shí)體球冠外側(cè)分布著一道道漸開(kāi)線(xiàn)環(huán)形齒廓面的球齒輪是一種全新的齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，這種球齒輪機(jī)構(gòu)具有兩個(gè)傳動(dòng)自由度，可在兩球體之間實(shí)現(xiàn)精確的球面純滾運(yùn)動(dòng)，因而可作為從動(dòng)件輸出軸的空間姿態(tài)需要精確控制的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。本項(xiàng)目主要研究了這種新型球齒輪的范成法切削加工理論并設(shè)計(jì)了一套切削加工實(shí)驗(yàn)裝置。具體研究工作如下：
根據(jù)球齒輪齒廓的形成原理提出了球齒輪的范成法加工方法：通過(guò)球齒輪極軸的剖面實(shí)際上就是普通直齒圓柱齒輪的一個(gè)扇形端截面，此扇形端截面以極軸為對(duì)稱(chēng)軸線(xiàn)，繞極軸旋轉(zhuǎn)而成球齒輪，此扇形齒面的各輪齒旋轉(zhuǎn)而形成環(huán)形齒。就扇形齒面相對(duì)于極軸的分布形式而言有兩種情況：一種是通過(guò)扇形齒面的齒槽中線(xiàn)，另一種就是極軸通過(guò)扇形齒面的輪齒中線(xiàn)。極軸通過(guò)齒槽中線(xiàn)的扇形齒面繞極軸旋轉(zhuǎn)而形成中凹球齒輪，極軸通過(guò)輪齒中線(xiàn)的扇形齒面繞極軸旋轉(zhuǎn)而形成中凸球齒輪。當(dāng)球齒輪的直徑趨于無(wú)窮大時(shí)，漸開(kāi)線(xiàn)環(huán)形齒廓就演變成直線(xiàn)環(huán)形齒廓，球齒輪就演變成齒盤(pán)。將齒盤(pán)加工成梳齒刀或盤(pán)形銑刀，就得到兩種齒條型球齒輪加工刀具。如果由傳動(dòng)系統(tǒng)提供如下運(yùn)動(dòng)：刀具與球齒輪齒坯之間類(lèi)似于圓柱齒輪間的純滾動(dòng)、齒坯繞自身極軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)切削運(yùn)動(dòng)，刀具沿齒坯球心的徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，如用盤(pán)形銑刀加工，還需加上銑刀繞自身軸線(xiàn)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，即可完成球齒輪的漸開(kāi)線(xiàn)環(huán)形齒廓的范成法加工。
研制了一種球齒輪切削加工刀具：對(duì)齒條型球齒輪梳齒刀與盤(pán)形銑刀進(jìn)行了理論研究，并具體設(shè)計(jì)并制作了一套進(jìn)行車(chē)削加工球齒輪的球齒輪梳齒刀。
研究了采用不同的刀具進(jìn)行球齒輪加工的方案：本項(xiàng)目研究了兩套球齒輪加工方案，即用梳齒刀進(jìn)行加工的車(chē)削加工方案及用盤(pán)形銑刀進(jìn)行加工的銑削加工方案。參照傳統(tǒng)加工機(jī)床的經(jīng)驗(yàn)參數(shù)，針對(duì)球齒輪的特性，并利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)，選取了合適的設(shè)計(jì)參數(shù)，完成了兩套加工方案的傳動(dòng)系統(tǒng)原理圖設(shè)計(jì)。
在上述方案的基礎(chǔ)上研制了一套切削加工裝置：針對(duì)車(chē)削加工方案，具體設(shè)計(jì)了一套附加在車(chē)床上使用的球齒輪加工裝置并已加工完畢，目前正進(jìn)行安裝調(diào)試并準(zhǔn)備進(jìn)行球齒輪切削實(shí)驗(yàn)研究。 |
