【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种齿轮磨削砂轮，具体的为一种分区修形面齿轮磨削用多鼓蜗杆砂轮。
技术介绍
1、面齿轮传动是一种圆柱齿轮与端面齿轮啮合，实现空间相交或交错传动的新型齿轮传动，是新一代直升机主减速器的关键传动环节。为提升面齿轮副的承载性能和服役时长，需要对其齿面进行分区修形。然而，齿面不同区域对应不同刀具参数，故分区修形面齿轮全齿面的磨削加工必须多次更换不同参数的砂轮，该过程需要对砂轮进行多次重新定位装夹，导致齿面误差大且加工效率低，不能满足实际生产需求。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种分区修形面齿轮磨削用多鼓蜗杆砂轮及其设计方法，通过在蜗杆砂轮上设置多鼓砂轮，能够一次装夹实现对面齿轮进行分区修形的技术目的。
2、为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、本专利技术首先提出饿了一种分区修形面齿轮磨削用多鼓蜗杆砂轮设计方法，包括如下步骤：
4、步骤一：基于啮合原理，得到面齿轮的齿面方程：
5、
6、其中，表示面齿轮齿面方程；表示插齿刀转角；θs表示渐开线上一点s的展角；
7、步骤二：根据面齿轮齿面方程求解面齿轮磨削轨迹线；
8、步骤三：基于面齿轮磨削轨迹线，对面齿轮齿面进行修形分区，得到各修形分区的修形参数，且各修形分区的齿面方程为：
9、
10、其中，表示第i修形分区的齿面方程；a(i)为修形参数常数项系数，b(i)为修形参数一次项系数，c(i)
11、步骤四：联立各方程，得到与各修形分区一一对应的各鼓蜗杆砂轮的齿面方程；
12、联立方程组为：
13、
14、各鼓蜗杆砂轮的齿面方程为：
15、
16、其中，表示第i鼓蜗杆砂轮的齿面方程；mw2表示面齿轮坐标系s2到蜗杆砂轮坐标系sw的齐次坐标变换矩阵；lw表示蜗杆砂轮径向进给量；表示蜗杆砂轮转角；
17、步骤五：根据各修形分区的磨削顺序，沿着轴向依次排列各鼓蜗杆砂轮，并使各鼓蜗杆砂轮中心同轴，得到多鼓蜗杆砂轮。
18、进一步，还包括步骤六：设计任意相邻两鼓蜗杆砂轮之间的最小轴向窜刀量p(i)。
19、进一步，任意相邻两鼓蜗杆砂轮之间的最小轴向窜刀量p(i)的设计方法为：
20、61)计算多鼓蜗杆砂轮单个鼓轴向最小厚度
21、
22、其中：ras为插齿刀齿顶圆半径；θ为蜗杆砂轮齿顶圆弧包围角最小值；ns为插齿刀齿数；为第i鼓蜗杆砂轮的螺旋升角；
23、由于任意第i鼓蜗杆砂轮的螺旋升角不同，因而任意第i鼓砂轮轴线与虚拟插齿刀轴线之间的最短距离也不相同，转换关系为：
24、
25、其中：nw为蜗杆砂轮头数；rps为虚拟插齿刀分度圆半径；ns为虚拟插齿刀齿数；
26、62)各鼓砂轮的齿形由修整轮绕虚拟插齿刀中心悬摆，同时绕修整轮轴线旋转切削而成；考虑修整轮位姿，设置各鼓间无齿缓冲段，为防止修整加工干涉，设置防修整干涉的任意相邻两鼓蜗杆砂轮之间的无齿缓冲段轴向最小厚度
27、
28、其中：esd为修整轮轴线与蜗杆砂轮轴线之间的最短距离；rd为修整轮半径；sg为修整轮厚度；为相邻的第i鼓蜗杆砂轮与第i+1鼓蜗杆砂轮之间的齿顶圆高度差；为相邻的第i鼓蜗杆砂轮与第i+1鼓蜗杆砂轮中的螺旋升角的最大值；
29、由于面齿轮磨削加工过程中，各鼓砂轮同轴旋转，径向进给，需要考虑各鼓砂轮进给位置，二次计算轴向无齿缓冲段厚度；为防止磨削过程发生干涉，设置防磨削干涉的各鼓间无齿缓冲段轴向最小厚度
30、
31、其中：rfmax为面齿轮最大半径；
32、63)获得各鼓间轴向无齿缓冲段最小厚度d(i)：
33、
34、64)获得任意相邻的第i鼓蜗杆砂轮与第i+1鼓蜗杆砂轮之间的最小轴向窜刀量p(i)：
35、
36、其中，和分别为相邻的第i鼓蜗杆砂轮与第i+1鼓蜗杆砂轮轴向最小厚度。
37、进一步，各鼓间无齿缓冲段，且各鼓间无齿缓冲段的外圆直径为：
38、
39、其中，为相邻的第i鼓蜗杆砂轮与第i+1鼓蜗杆砂轮之间的无齿缓冲段的外圆直径；为第i鼓蜗轮砂轮的齿根与砂轮中心的最小水平高度差；n为无齿缓冲段的数量；且：
40、
41、其中，rfs为虚拟插齿刀齿根圆半径；为第i鼓蜗杆砂轮中具有的法截面完整的齿形数，且
42、本专利技术还提出了一种分区修形面齿轮磨削用多鼓蜗杆砂轮，采用如上所述分区修形面齿轮磨削用多鼓蜗杆砂轮设计方法设计得到。
43、本专利技术的有益效果在于：
44、本专利技术的分区修形面齿轮磨削用多鼓蜗杆砂轮设计方法，首先基于面齿轮方程求解面齿轮磨削轨迹线；然后，再根据面齿轮磨削轨迹线对面齿轮进行修形分区，得到各修形分区的修形参数和齿面方程，进而得到与各修形分区一一对应的各鼓蜗杆砂轮的齿面方程；最后，按照各修形分区的磨削顺序，沿着轴向依次排列各鼓蜗杆砂轮，并使各鼓蜗杆砂轮中心同轴，得到多鼓蜗杆砂轮。综上，本专利技术方法设计得到的多鼓蜗杆砂轮，针对面齿轮齿面上的每一个修形分区分别一一对应设置单鼓对应的蜗杆砂轮，得到的多鼓蜗杆砂轮仅需一次装夹，利用对应的单鼓蜗杆砂轮即可实现对应的一个修形分区的磨削，能够有效避免多个蜗杆砂轮的重复定位装夹导致的齿面误差大、加工效率低的问题，能够满足实际生产需求。
45、本专利技术的其他技术效果为：
46、根据求解的各鼓蜗杆砂轮螺旋升角推导各鼓蜗杆砂轮最小轴向厚度，求解修整轮加工极限位姿，计算防止修整干涉的各鼓间无齿缓冲段轴向最小厚度，再通过蜗杆砂轮磨削加工位姿，求解各鼓蜗杆砂轮磨削面齿轮时的偏置距离，计算防止磨削干涉的各鼓间无齿缓冲段轴向最小厚度，确定各鼓间轴向窜刀量和外圆直径，建立多股蜗杆砂轮在面齿轮分区磨削中的刀具轴向窜刀量及工件轴向移动量模型，切换工作砂轮，实现面齿轮分区修形，并降低重复安装误差，提高磨削效率与精度，具有通用性和易操作性。
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1.一种分区修形面齿轮磨削用多鼓蜗杆砂轮设计方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的分区修形面齿轮磨削用多鼓蜗杆砂轮设计方法，其特征在于：还包括步骤六：设计任意相邻两鼓蜗杆砂轮之间的最小轴向窜刀量P(i)。
3.根据权利要求2所述的分区修形面齿轮磨削用多鼓蜗杆砂轮设计方法，其特征在于：任意相邻两鼓蜗杆砂轮之间的最小轴向窜刀量P(i)的设计方法为：
4.根据权利要求3所述的分区修形面齿轮磨削用多鼓蜗杆砂轮设计方法，其特征在于：各鼓间无齿缓冲段，且各鼓间无齿缓冲段的外圆直径为：
5.一种分区修形面齿轮磨削用多鼓蜗杆砂轮，其特征在于：采用如权利要求1-4任一项所述分区修形面齿轮磨削用多鼓蜗杆砂轮设计方法设计得到。
【技术特征摘要】
1.一种分区修形面齿轮磨削用多鼓蜗杆砂轮设计方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的分区修形面齿轮磨削用多鼓蜗杆砂轮设计方法，其特征在于：还包括步骤六：设计任意相邻两鼓蜗杆砂轮之间的最小轴向窜刀量p(i)。
3.根据权利要求2所述的分区修形面齿轮磨削用多鼓蜗杆砂轮设计方法，其特征在于：任意相邻两鼓...
【专利技术属性】
技术研发人员：王时龙，王腾，肖雨亮，董建鹏，王四宝，康玲，易力力，杨波，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：
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