申请/专利权人：南京高速齿轮制造有限公司

申请日：2019-04-26

公开（公告）日：2024-03-01

公开（公告）号：CN110052666B

主分类号：B23F21/16

分类号：B23F21/16

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.01#授权;2020.06.05#专利申请权的转移;2019.10.18#专利申请权的转移;2019.08.20#实质审查的生效;2019.07.26#公开

摘要：本发明公开了一种双拼曲线式齿轮滚刀，包括：多个滚刀齿；滚刀齿的齿形轮廓线包括：依次连接的第一齿根直线、第一主切削直线、第一副切削直线、第一齿顶曲线、第二齿顶曲线、第二副切削直线、第二主切削直线和第二齿根直线；第一齿顶曲线和第一副切削直线相连并在连接点处相切；第二齿顶曲线和第二副切削直线相连并在连接点处相切；第一齿顶曲线和第二齿顶曲线相连且在连接点处相切；第一齿顶曲线由相连的第一顶弧和第一底弧构成；第二齿顶曲线由相连的第二顶弧和第二底弧构成；第一顶弧连接至第二顶弧；第一底弧连接至第一副切削直线；第二底弧连接至第二副切削直线。本发明的有益之处在于，使被加工的齿轮具有较高的齿根强度。

主权项：1.一种双拼曲线式齿轮滚刀，包括：多个滚刀齿；其特征在于，所述滚刀齿的齿形轮廓线包括：依次连接的第一齿根直线、第一主切削直线、第一副切削直线、第一齿顶曲线、第二齿顶曲线、第二副切削直线、第二主切削直线和第二齿根直线；所述第一齿顶曲线和所述第一副切削直线相连并在连接点处相切；所述第二齿顶曲线和所述第二副切削直线相连并在连接点处相切；所述第一齿顶曲线和所述第二齿顶曲线相连且在连接点处相切；所述第一齿顶曲线由相连的第一顶弧和第一底弧构成；所述第二齿顶曲线由相连的第二顶弧和第二底弧构成；所述第一顶弧连接至所述第二顶弧；所述第一底弧连接至所述第一副切削直线；所述第二底弧连接至所述第二副切削直线；所述滚刀齿定义有一对称线；所述第一副切削直线、所述第一主切削直线和所述第一齿根直线与所述第二副切削直线、所述第二主切削直线和所述第二齿根直线关于所述对称线对称；通过第一齿顶曲线和所述第一副切削直线的连接点且垂直于所述第一副切削直线的直线与所述对称线的交点定义为所述第一齿顶曲线的第一外控制点；所述第一顶弧和所述第一底弧的连接点定义为所述第一齿顶曲线的第一内控制点；所述第一内控制点到所述第一外控制点之间的距离设为ru；所述第一齿顶曲线和所述第一副切削直线的连接点到所述第一外控制点之间的距离设为r；所述第一齿顶曲线和所述第一副切削直线的连接点到第一外控制点的连线与第一齿顶曲线和所述第二齿顶曲线的连接点到所述第一外控制点的连接的夹角设为β；所述第一内控制点的设定满足以下公式：r*cosβ2rur；定义所述对称线作为Y轴；定义所述第一齿顶曲线和所述第二齿顶曲线构成的整体与所述对称线的交点为坐标原点；建立坐标系，所述第一齿顶曲线上的点的坐标为x，y，满足以下公式：y＝a*x2+b*x3；a和b为常数；所述第一顶弧和所述第二顶弧关于所述对称线对称；所述第一底弧和所述第二底弧关于所述对称线对称；所述第一顶弧和所述第一底弧关于所述第一外控制点和所述第一内控制点的连线对称；所述第一顶弧和所述第一底弧在连接点处相切；所述第二顶弧和所述第二底弧在连接点处相切。

全文数据：一种双拼曲线式齿轮滚刀技术领域本发明涉及一种齿轮滚刀，尤其适用于加工渐开线齿轮的齿轮滚刀。背景技术对于渐开线齿轮，特别是用于重载传动的齿轮，齿根的强度往往是限定传动能力的主要因素，例如：在风电齿轮箱行星轮系中，行星轮齿根强度往往是传扭中最薄弱的一环。改善齿根应力分布能够提升产品的承载能力，而优化齿轮根部过度曲线能够有效改善齿根应力分布。在生产中，滚齿加工应用最为广泛。目前，滚刀通常采用全圆弧结构，使用该类刀具加工出的齿轮齿根强度较弱。发明内容为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种双拼曲线式齿轮滚刀，相比全圆弧滚刀刀头结构，该滚刀结构能够产生更大的滚刀齿顶曲率半径。能够有效改善其共轭齿形的齿根过度曲线上的曲率分布，增大齿根过度曲线的曲率半径，降低齿根最大应力，提高渐开线齿轮齿根强度。为了实现上述目标，本发明采用如下方案：一种双拼曲线式齿轮滚刀，包括：多个滚刀齿；滚刀齿的齿形轮廓线包括：依次连接的第一齿根直线、第一主切削直线、第一副切削直线、第一齿顶曲线、第二齿顶曲线、第二副切削直线、第二主切削直线和第二齿根直线。第一齿顶曲线和第一副切削直线相连并在连接点处相切；第二齿顶曲线和第二副切削直线相连并在连接点处相切；第一齿顶曲线和第二齿顶曲线相连且在连接点处相切；第一齿顶曲线由相连的第一顶弧和第一底弧构成；第二齿顶曲线由相连的第二顶弧和第二底弧构成；第一顶弧连接至第二顶弧；第一底弧连接至第一副切削直线；第二底弧连接至第二副切削直线。滚刀齿定义有一对称线；第一副切削直线、第一主切削直线和第一齿根直线与第二副切削直线、第二主切削直线和第二齿根直线关于对称线对称。通过第一齿顶曲线和第一副切削直线的连接点且垂直于第一副切削直线的直线与对称线的交点定义为第一齿顶曲线的第一外控制点；第一顶弧和第一底弧的连接点定义为第一齿顶曲线的第一内控制点；第一内控制点到第一外控制点之间的距离设为ru；第一齿顶曲线和第一副切削直线的连接点到第一外控制点之间的距离设为r；第一齿顶曲线和第一副切削直线的连接点到第一外控制点的连线与第一齿顶曲线和第二齿顶曲线的连接点到第一外控制点的连接的夹角设为β；第一内控制点的设定满足以下公式：r*cosβ2rur。进一步地，定义对称线作为Y轴；定义第一齿顶曲线和第二齿顶曲线构成的整体与对称线的交点为坐标原点；建立坐标系，第一齿顶曲线上的点的坐标为x，y，满足以下公式：y＝a*x2+b*x3；a和b为常数。进一步地，第一顶弧和第二顶弧关于对称线对称。进一步地，第一底弧和第二底弧关于对称线对称。进一步地，第一顶弧和第一底弧关于第一外控制点和第一内控制点的连线对称。进一步地，第一顶弧和第一底弧在连接点处相切。进一步地，第二顶弧和第二底弧在连接点处相切。本发明的有益之处在于，采用双拼曲线式滚刀齿形结构，相比全圆弧滚刀齿形结构，能够产生更大的滚刀齿顶曲率半径，可以有效改善齿根过度曲线上的曲率分布，降低齿根最大应力，提高渐开线齿轮齿根强度。附图说明图1是本发明的一个实施例的双拼曲线式齿轮滚刀的滚刀齿的齿形轮廓线的示意图。滚刀齿100，对称线101，第一齿根直线AB，第一主切削直线BC，第一副切削直线CD，第一齿顶曲线DF，第二齿顶曲线D’F，第二副切削直线C’D’，第二主切削直线B’C’，第二齿根直线A’B’，第一顶弧EF，第一底弧DE，第二顶弧E’F，第二底弧D’E’。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本发明作具体介绍。如图1所示，一种双拼曲线式齿轮滚刀，包括：多个滚刀齿100。滚刀齿100的齿形轮廓线包括：依次连接的第一齿根直线AB、第一主切削直线BC、第一副切削直线CD、第一齿顶曲线DF、第二齿顶曲线D’F、第二副切削直线C’D’、第二主切削直线B’C’和第二齿根直线A’B’。第一齿顶曲线DF和第一副切削直线CD相连并在连接点处相切。具体而言，第一齿顶曲线DF和第一副切削直线CD在D点相连，或者说连接点为D点。第一齿顶曲线DF和第一副切削直线CD在D点相切。第二齿顶曲线D’F和第二副切削直线C’D’相连并在连接点处相切。具体而言，第二齿顶曲线D’F和第二副切削直线C’D’在D’点相连，或者说连接点为D’点。第二齿顶曲线D’F和第二副切削直线C’D’在D’点相切。第一齿顶曲线DF和第二齿顶曲线D’F相连且在连接点处相切。具体而言，第一齿顶曲线DF和第二齿顶曲线D’F在F点相连，或者说连接点为F点。第一齿顶曲线DF和第二齿顶曲线D’F在F点相切。第一齿顶曲线DF由相连的第一顶弧EF和第一底弧DE构成。第一底弧DE连接至第一副切削直线CD，连接点为D点。第二齿顶曲线D’F由相连的第二顶弧E’F和第二底弧D’E’构成。第二底弧D’E’连接至第二副切削直线C’D’，连接点为D’点。第一顶弧EF连接至第二顶弧E’F。连接点为F点。滚刀齿100定义有一对称线101。第一副切削直线CD、第一主切削直线BC和第一齿根直线AB与第二副切削直线C’D’、第二主切削直线B’C’和第二齿根直线A’B’关于对称线101对称。通过第一齿顶曲线DF和第一副切削直线CD的连接点且垂直于第一副切削直线CD的直线与对称线101的交点定义为第一齿顶曲线DF的第一外控制点O。线段OD垂直于线段CD。第一顶弧EF和第一底弧DE的连接点定义为第一齿顶曲线DF的第一内控制点E。第一内控制点E到第一外控制点O之间的距离设为ru。第一齿顶曲线DF和第一副切削直线CD的连接点到第一外控制点O之间的距离设为r。第一齿顶曲线DF和第一副切削直线CD的连接点到第一外控制点O的连线与第一齿顶曲线DF和第二齿顶曲线D’F的连接点到第一外控制点O的连接的夹角设为β。即线段OD和线段OF的夹角为β。第一内控制点E的设定满足以下公式：r*cosβ2rur。定义对称线101作为Y轴。定义第一齿顶曲线DF和第二齿顶曲线D’F构成的整体与对称线101的交点为坐标原点。坐标原点为F点。建立坐标系，第一齿顶曲线DF上的点的坐标为x，y，满足以下公式：y＝a*x2+b*x3。a和b为常数。双拼曲线式滚刀其特定的齿形结构，相比全圆弧滚刀齿形结构，能够产生更大的滚刀齿顶曲率半径，可以有效改善齿根过度曲线上的曲率分布，降低齿根最大应力，提高渐开线齿轮齿根强度。作为一种具体的实施方式，第一顶弧EF和第二顶弧E’F关于对称线101对称。进一步地，第一底弧DE和第二底弧D’E’关于对称线101对称。作为一种具体的实施方式，第一顶弧EF和第一底弧DE关于第一外控制点O和第一内控制点E的连线对称。即第一顶弧EF和第一底弧DE关于OE线段对称。进一步地，第二顶弧E’F和第二底弧D’E’关于第二外控制点和第二内控制点的连线对称。作为一种具体的实施方式，第一顶弧EF和第一底弧DE在连接点处相切。第一顶弧EF和第一底弧DE相切，切点为E点。第二顶弧E’F和第二底弧D’E’在连接点处相切。以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

权利要求：1.一种双拼曲线式齿轮滚刀，包括：多个滚刀齿；其特征在于，所述滚刀齿的齿形轮廓线包括：依次连接的第一齿根直线、第一主切削直线、第一副切削直线、第一齿顶曲线、第二齿顶曲线、第二副切削直线、第二主切削直线和第二齿根直线；所述第一齿顶曲线和所述第一副切削直线相连并在连接点处相切；所述第二齿顶曲线和所述第二副切削直线相连并在连接点处相切；所述第一齿顶曲线和所述第二齿顶曲线相连且在连接点处相切；所述第一齿顶曲线由相连的第一顶弧和第一底弧构成；所述第二齿顶曲线由相连的第二顶弧和第二底弧构成；所述第一顶弧连接至所述第二顶弧；所述第一底弧连接至所述第一副切削直线；所述第二底弧连接至所述第二副切削直线；所述滚刀齿定义有一对称线；所述第一副切削直线、所述第一主切削直线和所述第一齿根直线与所述第二副切削直线、所述第二主切削直线和所述第二齿根直线关于所述对称线对称；通过第一齿顶曲线和所述第一副切削直线的连接点且垂直于所述第一副切削直线的直线与所述对称线的交点定义为所述第一齿顶曲线的第一外控制点；所述第一顶弧和所述第一底弧的连接点定义为所述第一齿顶曲线的第一内控制点；所述第一内控制点到所述第一外控制点之间的距离设为ru；所述第一齿顶曲线和所述第一副切削直线的连接点到所述第一外控制点之间的距离设为r；所述第一齿顶曲线和所述第一副切削直线的连接点到第一外控制点的连线与第一齿顶曲线和所述第二齿顶曲线的连接点到所述第一外控制点的连接的夹角设为β；所述第一内控制点的设定满足以下公式：r*cosβ2rur。2.根据权利要求1所述的一种双拼曲线式齿轮滚刀，其特征在于，定义所述对称线作为Y轴；定义所述第一齿顶曲线和所述第二齿顶曲线构成的整体与所述对称线的交点为坐标原点；建立坐标系，所述第一齿顶曲线上的点的坐标为x，y，满足以下公式：y＝a*x2+b*x3；a和b为常数。3.根据权利要求1所述的一种双拼曲线式齿轮滚刀，其特征在于，所述第一顶弧和所述第二顶弧关于所述对称线对称。4.根据权利要求1所述的一种双拼曲线式齿轮滚刀，其特征在于，所述第一底弧和所述第二底弧关于所述对称线对称。5.根据权利要求1所述的一种双拼曲线式齿轮滚刀，其特征在于，所述第一顶弧和所述第一底弧关于所述第一外控制点和所述第一内控制点的连线对称。6.根据权利要求1所述的一种双拼曲线式齿轮滚刀，其特征在于，所述第一顶弧和所述第一底弧在连接点处相切。7.根据权利要求1所述的一种双拼曲线式齿轮滚刀，其特征在于，所述第二顶弧和所述第二底弧在连接点处相切。

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