研磨齿轮的方法技术

本发明专利技术提供一种可控制的齿轮研磨工艺，由此可在齿表面上的离散位置修改研磨工艺，从而选择性地修改齿腹表面。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及研磨齿轮，且具体地说涉及在齿表面上不同位置处的受控材料去除的方法。
技术介绍
研磨是用于修整锥齿轮的齿表面的沿用已久的工艺。它是为用于锥齿轮的其它硬修整加工提供经济的替代方式的一种工艺。在研磨过程中，通过适当的工件保持设备将小齿轮和环形齿轮安装到研磨机器内的相应心轴，该研磨机器具有与检验机器相同的基本设计。在齿轮组滚动的大部分情况下，小齿轮是驱动件并制动环形齿轮。各齿轮啮合地滚动并将研磨膏(可以是油(或水)和碳化硅或类似磨料的混合物)倒入啮合区域内。在授予斯坦特费尔德(Stadtfeld)等人的美国专利第6,120,355号中可发现研磨和/或检验机器的实例。大多数研磨和检验机器具有可用于实现环形齿轮和小齿轮之间相对运动的三个可用自由度。第一自由度为沿环形齿轮轴线(齿轮锥距离)方向的相对运动，应当称为方向G或G轴线；第二自由度为沿小齿轮轴线(小齿轮锥距离)方向的相对运动，应当称为方向P或P轴线，以及第三自由度为环形齿轮和小齿轮轴线之间的距离，应当称为方向E或E轴线。方向E还称为"准双曲面偏移"或"小齿轮偏移"。在研磨或检验工艺中，沿E、 P和G方向的相对运动会影响齿轮组构件的接触斑点的位置变化，有效地改变接触斑点。研磨包含使啮合的齿轮件转动，5且在齿表面上所要求的位置处接触。因此，将构件定位在特定的E和P位置以 及特定的G-轴线位置以实现所要求的齿隙。通常E、 P和G运动各对局部齿接触斑点的长度方向和深度方向位置都有 影响:E-轴线运动主要影响接触斑点的相对长度位置，P-轴线运动主要影响接触 斑点的相对深度位置，而G-轴线运动主要影响齿隙。当研磨齿轮组时，实现接触通常从齿的中心朝向齿表面的外部(踵部)或 内部(趾部)之一转移，通过如所需地改变E和P设置来实现这种接触位置的 转移。当E和P变化以实现该转移时，也必须改变G轴线位置来保持所要求 的齿隙。当达到所要求的踵部或趾部位置时，再次改变E和P轴线位置以将接 触区域转移到踵部位置或趾部位置中的另一个，改变E和P位置伴随有适当的 G轴线变化来保持齿隙。然后该接触位置返回到齿中心处的开始位置。如上所 述通过使接触从踵部-中心-趾部(或趾部-中心-踵部)沿齿长度转移来进行研 磨可称为"3点扫描研磨"。根据局部滑动速度、法向力以及流体动力效应，在齿腹表面的不同区域或 "地带"去除的材料也不同，流体动力效应支持或防止研磨膏在接触地带充分进 入齿腹之间。在小齿轮件上去除的材料与在环形齿轮齿腹表面上去除的材料的 量也不同。其一个原因是小齿轮上通常较少数量的齿致使单位时间内小齿轮的 转数比环形齿轮转数更多。另一原因是小齿轮相对比环形齿轮的不同表面曲率 和速度方向导致不同的材料去除趋势。不同影响和依赖关系的合并产生研磨参数和齿腹表面上去除的材料量之 间复杂的高阶关系。诸如U.S.6，120,355中所披露类型的现代研磨机器中的研磨 部分程序通常使用三个目标点(在踵部、中心和趾部)以在这三个点之间慢速 移动接触地带(同时轴线以高达2000RPM (转/分钟)或更大的速度转动)。 一般而言，小齿轮驱动环形齿轮，环形齿轮以通常在3至30Nm之间的相当低 的扭矩提供一定阻力。小齿轮改变转动方向来研磨相对的齿腹(例如从不工作 齿侧研磨开始，接着是驱动侧研磨)。较佳地重复几次不工作齿侧研磨和驱动 侧研磨的序列来完成研磨循环。还可将齿轮扭矩从抵抗小齿轮转动变化到小齿 轮转动的相同方向来研磨相对的齿腹。两个转动方向和两个扭矩施加方向的组 合能够进行所谓的"四象限"操作。对某种齿轮设计开发研磨程序需要相当多的实践经验，因为齿腹表面上研 磨工艺的效果复杂且通常难以控制。没有理论来帮助可靠地预测在齿接触斑点 上的研磨效果、运动传递误差或齿腹形式。于是，没有在研磨之后进行坐标测量来相对标称齿腹形式探测和改进齿腹 表面。研磨之后最常规的测量是显示在轻负载下的齿轮接触和传递品质的对滚 检验。但是，如果例如传递误差太大或接触斑点在齿的边界内具有错误的位置， 则不能计算对研磨工艺的改变来实现所要求的结果。目前，直觉地和/或通过试 错法来修正研磨工艺。
技术实现思路
本专利技术提供一种可控制的齿轮研磨工艺，由此可在齿表面上的离散位置修 改研磨工艺，从而选择性地修改齿腹表面。研磨具有第一齿轮件和第二齿轮件的齿轮组的本专利技术方法包括在第一和 第二齿轮件中的每个齿轮件的齿腹表面上定义多个网格点。对多个网格点中的 一个以上、较佳地是所有网格点确定研磨修正，研磨修正定义在多个网格点中 的一个以上网格点中的每个网格点的研磨量，由此在多个网格点中的一个以上 网格点中的每个网格点处去除一定量的原材料，且其中在多个网格点中的一个 以上网格点中的每个网格点处去除的原材料的量取决于多个网格点中一个以 上网格点中相应每个网格点的研磨修正的大小。通过使与第二齿轮件啮合的第 一齿轮件转动，使得两齿轮件之间的接触从至少第一网格点转移到第二网格 点，由此研磨接触在每个接触网格点保持足够的时间以在每个相应的接触网格 点去除预定量的原材料，从而对齿轮组进行研磨。附图说明图1示意性地示出已知类型的齿轮研磨机器。图2是具有九个网格点的环形齿轮齿腹投影。 图3是具有九个网格点的小齿轮齿轮齿腹投影。 图4示出对环形齿轮的研磨去除效率值的实例。 图5示出对小齿轮的研磨去除效率值的实例。图6示出对环形齿轮和小齿轮的合并的研磨去除效率值的实例。 图7示出环形齿轮的齿腹形式偏差的实例。图8示出小齿轮的齿腹形式偏差的实例。图9示出环形齿轮和小齿轮的合并的齿腹形式偏差的实例。具体实施例方式现将参照仅示例地示出本专利技术的附图对本专利技术的细节进行讨论。图中，类 似的结构或部件用类似的附图标记来表示。在本专利技术的上下文中，术语"锥"齿 轮理解为包括称为锥齿轮、"准双曲面"齿轮以及称为"冠状"或"平面"齿轮的那 些齿轮的那些类型齿轮的足够大的范围，并还包括具有纵向延伸的直齿或曲齿 的这种齿轮类型。图1中示出前述U.S.6，120,355中的研磨机器并以总体标号20表示。为了 便于观察各机器部件，图1示出没有门和外部金属板的本专利技术机器。机器20 包括单个柱22，也可认为单个柱22是机器框架。柱22包括至少三个侧面，较 佳地是四个侧面，其中至少两侧——第一侧24和第二侧26相互垂直。第一侧 和第二侧各包括宽度和高度(如图l所示)。第一侧24包括可围绕轴线Acj转动且较佳地由直接驱动电动机30驱动且 较佳地为液体冷却的第一工件心轴28，该心轴安装在前部心轴轴承和后部心轴 轴承(未示出)之间。心轴28可沿方向G在直接附连到柱22的轨道32上沿 第一侧24的宽度移动。心轴28沿方向G的运动由电动机34通过直接联接的 滚珠丝杠来提供。较佳的是，锥形环形齿轮件36通过本领域已知的适当的工 件保持设备可拆卸地安装到心轴28。第二侧26包括可围绕轴线Ap转动且较佳地由直接驱动电动机40驱动且 较佳地为液体冷却的第二工件心轴38，该心轴安装在前部心轴轴承和后部心轴 轴承(未示出)之间，电动机40能够达到约4000RPM的小齿轮转动(电动机 30的RPM是小齿轮RPM/齿轮组的传动比)。用于容纳研磨膏的储存器较 佳地放置在第二心轴38下方与第二侧26相邻的位置，如附图标记54以轮本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种研磨包括第一齿轮件和第二齿轮件的齿轮组的方法，所述方法包括：　在所述第一齿轮件和第二齿轮件中的每个齿轮件的齿腹表面上定义多个网格点，　对所述多个网格点中的一个以上网格点确定研磨修正，所述研磨修正定义在所述多个网格点中的所述一 个以上网格点中的每个网格点的研磨量，由此在所述多个网格点中的所述一个以上网格点中的所述每个网格点处去除一定量的原材料，其中在所述多个网格点中的所述一个以上网格点中的所述每个网格点处去除的原材料的所述量取决于所述多个网格点中的所述一个以上网格点中的相应每个网格点处的所述研磨修正的大小，　通过使与所述第二齿轮件啮合的所述第一齿轮件转动，使得所述两齿轮件之间的接触从至少第一网格点转移到第二网格点，由此研磨接触在每个接触网格点保持足够的时间以在所述每个接触网格点去除所述量的原材 料，从而对所述齿轮组进行研磨。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：HJ斯塔特费尔德，
申请(专利权)人：格里森工场，
类型：发明
国别省市：US[美国]