本發(fā)明涉及機械制造，具體為齒輪精加工時的一種漸開線齒輪齒根修形方法。

背景技術(shù)：

當齒輪齒數(shù)大于37時，該齒輪的基圓直徑小于齒根圓直徑，即齒輪齒數(shù)大于37，齒輪加工后不會出現(xiàn)齒輪根切的情況，實踐證明齒數(shù)大于37的齒輪噪音多數(shù)原因是齒形齒根凸出，這時齒輪的嚙入嚙出時，兩個互相嚙合齒輪的齒頂與齒根發(fā)生干涉，出現(xiàn)齒輪噪音，這是因為齒輪進行齒面磨齒精加工時，由于砂輪頂部與齒輪齒根接觸的位置，線速度最大，剛性最小，所以此處的砂輪最容易脫粒磨損，從而造成齒輪齒根齒形凸出。由標準齒輪基圓和齒根圓計算公式可知，齒輪的齒頂高系數(shù)和齒根高系數(shù)按國家標準GB/Z19414-2003分別取1和0.25時，基圓直徑＝模數(shù)*齒數(shù)*COS壓力角，齒根圓直徑＝模數(shù)*(齒數(shù)-2*齒頂高系數(shù)-2*齒根高系數(shù))＝模數(shù)*(齒數(shù)-2*1-2*0.25)＝模數(shù)*齒數(shù)-模數(shù)*2*1.25。通過計算壓力角為20°的齒輪可得基圓直徑和齒根圓直徑，例如模數(shù)為2，齒數(shù)為37的齒輪，基圓直徑＝2*37*COS20°＝69.54，齒根圓直徑＝2*37-2*1.25*2＝69.5。當不同模數(shù)齒輪在齒數(shù)為37時，該齒輪的基圓直徑和齒根圓直徑基本相等，見圖3，當齒數(shù)小于37時，該齒輪基圓直徑大于齒根圓直徑，正常加工后會出現(xiàn)根切的情況，即齒輪根部被多切削一塊，這樣雖然對齒輪的強度有影響，但是齒輪的嚙入嚙出時，主動輪和被動輪的齒頂與齒根不會出現(xiàn)干涉現(xiàn)象，從而減少了齒輪噪音。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種漸開線齒輪齒根修形方法，減小齒根修形量，從而改善輪齒嚙入嚙出時的齒輪噪音。

本發(fā)明的這種漸開線齒輪齒根修形方法，針對齒輪齒數(shù)大于37，用于7級精度以上需要對齒面進行磨齒精加工的高精度漸開線齒輪，其特征在于設(shè)計齒輪的齒根修形參數(shù)在齒根圓與標準漸開線之間求X向最大修形量與Y向最大修形量；并按照齒根修形參數(shù)定制修整砂輪的金剛滾輪，該金剛滾輪齒根有與齒根修形線d形的凹缺，再用定制的金剛滾輪修整磨齒機床砂輪，該砂輪此處為相對應(yīng)的凸出外形，第三步用修整后的磨齒砂輪在磨齒機床上磨削加工齒輪得到要求的齒根修形量；第四步用此磨齒砂輪的齒根修形量參數(shù)，逐個對相互嚙合的主動齒輪和被動齒輪每個齒進行齒根修形，使齒輪的齒面和齒根形成過渡修形曲線，該修形曲線與齒面未修形的漸開線相切，與齒根圓弧過渡，以保證齒面的修形曲線平滑過渡以及所述修形曲線與齒根的平滑過渡，從而改善輪齒嚙入嚙出時的齒輪噪音。

本發(fā)明只針對齒數(shù)大于37的齒輪。該齒根修形方法由于齒根修形的量比較小，對齒輪的強度影響可忽略不計，并且有效減少了齒輪噪音。此外，通過齒根修形可增大齒根過渡曲線的曲率半徑，以減小齒根圓角處的應(yīng)力集中。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的一個齒輪輪齒的左面漸開線齒根修形方法示意圖；

圖2為本發(fā)明的齒根修形量數(shù)值表；

圖3為基圓直徑和齒根圓直徑比較表。

具體實施方式

本發(fā)明一種漸開線齒輪齒根修形方法，修形如圖1，可見對稱側(cè)齒面的左側(cè)，a為齒頂圓，c為齒根圓，在坐標上A、B、E連成曲線b為標準漸開線，其特征在于步驟一，設(shè)計齒輪的齒根修形參數(shù)：B和E是齒根修形的起點和終點，D是修形的中間點，d為齒根修形線，△max是X向最大修形量，hmax是Y向最大修形量，修形量的大小根據(jù)模數(shù)大小來確定。設(shè)計齒輪的齒根修形參數(shù)，求齒根修形曲線d：從齒頂圓a到齒根圓c齒表面由A、B、E點連成曲線為標準漸開線b，B點是齒根修形的起點，E點是齒根修形的終點，D點是修形的中間點，E點與D點之間的△max是X向最大修形量，B點與D點之間的hmax是Y向最大修形量，修形量的大小根據(jù)模數(shù)大小來確定。

設(shè)計齒輪的齒根修形參數(shù)在齒根圓與標準漸開線之間求X向最大修形量與Y向最大修形量，計算出各模數(shù)的橫向和縱向矢量，見圖2。

把圖1所示齒根修形參數(shù)關(guān)系，按符合國家標準的基圓直徑和齒根圓直徑比較表，換算成常見齒根模數(shù)的修形矢量，見圖2；根據(jù)國家標準GB/Z19414-2003規(guī)定齒根圓系數(shù)為0.25，分別取1和0.25時，基圓直徑＝模數(shù)*齒數(shù)*COS壓力角，齒根圓直徑＝模數(shù)*齒數(shù)-2*1.25*模數(shù)。根據(jù)裝配現(xiàn)場的齒輪零件噪音反饋，通過多次的實驗，為避免齒根修形使齒根彎曲強度削弱，取X向最大修形系數(shù)為0.01，取Y向最大修形系數(shù)為0.2；則X向最大修形量△max＝0.01*模數(shù)(M)，Y向最大修形量hmax＝0.2*模數(shù)(M)。例如模數(shù)2的齒輪，計算X向最大修形量△max＝0.01*2＝0.02，Y向最大修形量hmax＝0.2*2＝0.4。最大修形系數(shù)0.01是經(jīng)驗值。

由標準齒輪基圓和齒根圓計算公式可知，齒輪的齒頂高系數(shù)和齒根高系數(shù)按國家標準GB/Z19414-2003分別取1和0.25時，基圓直徑＝模數(shù)*齒數(shù)*COS壓力角，齒根圓直徑＝模數(shù)*(齒數(shù)-2*齒頂高系數(shù)-2*齒根高系數(shù))＝模數(shù)*(齒數(shù)-2*1-2*0.25)＝模數(shù)*齒數(shù)-模數(shù)*2*1.25。通過計算壓力角為20°的齒輪，可得基圓直徑和齒根圓直徑，例如模數(shù)為2，齒數(shù)為37的齒輪，基圓直徑＝2*37*COS20°＝69.54，齒根圓直徑＝2*37-2*2*1.25＝69.5。當不同模數(shù)齒輪在齒數(shù)為37時，該齒輪的基圓直徑和齒根圓直徑基本相等，見圖3，當齒數(shù)小于37時，該齒輪基圓直徑大于齒根圓直徑，正常加工后會出現(xiàn)根切的情況，即齒輪根部被多切削一塊，這樣雖然對齒輪的強度有影響，但是齒輪的嚙入嚙出時，主動輪和被動輪的齒頂與齒根不會出現(xiàn)干涉現(xiàn)象，從而減少了齒輪噪音。

步驟二按照齒根修形參數(shù)得到的齒根修形線d，定制與圖1所示同形狀的修整磨齒砂輪的金剛滾輪，齒根處有齒根修形線d形的凹缺；步驟三用定制的金剛滾輪修整磨齒機床砂輪，使砂輪齒根處呈現(xiàn)出與齒根修形線d形的凹缺相對應(yīng)的凸出外形，再用該砂輪磨削加工齒輪便得到要求的齒根修形量形狀，得到的齒輪數(shù)據(jù)應(yīng)當與國家標準的基圓直徑和齒根圓直徑比較表一致，見圖3。

圖1中漸開線未修形處是AB段，修形處是BE段，是同一個齒面。第四步用要求的齒根修形量形狀，對相互嚙合的主動齒輪和被動齒輪均進行齒根修形，使齒輪的齒面和齒根形成修形曲線過渡，該修形曲線與齒面未修形的漸開線相切，與齒根圓弧過渡，以保證齒面的平滑過渡以及所述修形曲線與齒根的平滑過渡，從而改善輪齒嚙入嚙出時的齒輪噪音。設(shè)計齒輪的齒根修形參數(shù)，并按照齒根修形參數(shù)定制修整砂輪的金剛滾輪。