一種齒輪漸開線的位置確定方法技術

本發明專利技術涉及一種使用齒切工具確定齒切機器內的預齒切工件的漸開線的位置的方法，所述方法包括以下步驟：生成在工件和工具之間的第一相對運動；檢測在工具的第一齒側和工件的第一齒側之間所產生的第一接觸；檢測用于代表工件和工具的相對運動的第一坐標系；生成在工件和工具之間的第二相對運動；檢測在工具的第二齒側和工件的第二齒側之間所產生的第二接觸；和檢測用于代表工件和工具的相對運動的第二坐標系；和基于第一坐標系和第二坐標系確定工具和工件的轉動角度、進刀、軸向距離和交叉軸線角度；并隨后基于轉動角度、進刀、軸向距離和交叉軸線角度計算漸開線的位置。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種工件、優選地具有錐形和/或非對稱漸開線齒的齒輪的漸開線的 位置確定方法，以及一種工件的位置定向的生產方法。
技術介紹
對于對稱的正齒輪，漸開線位置的確定通常是很不復雜的。左齒側和右齒側的位 置在一點處被確定，并且這些點之間的路徑隨后被二等分。該計算出的點位于齒隙的中心 的等分線上。該方法的目的在于確定最優齒隙中心。 根據現有技術，根據齒側位置是被無接觸還是有接觸的識別，存在不同的確定齒 側位置的方法。在接觸感應的方法中，使用接觸感應設備或者齒側與相應的加工工具接觸， 并且通過不同的識別機構確定工具和工件之間的接觸。 根據工具是盤形工具還是蝸桿工具，存在多種用于在工具和齒側之間進行收斂的 方法。對于盤形工具，例如如果工件順時針或逆時針轉動很久直到在工件的齒側和工具之 間建立接觸便足夠。可替代地，工具可以平行于其軸線放置。 對于蝸桿工具或齒輪形工具，頻繁地轉動工具很久直到識別出接觸。在此，還可以 額外地使工件轉動，或者工具可以平行于其軸線放置。由于軸線均有測量系統，在工件和工 具之間的接觸上的軸線位置可以被準確地確定，并且可以計算相對于彼此的相應位置。 對于蝸桿工具，必須考慮工具是具有像磨削蝸桿這樣的封閉生成的切割齒形，還 是例如是其中只有工具邊緣具有與該過程相關的齒形的滾刀。因而，在這兩個邊緣之間存 在齒形偏離。如果在工件和工具的這種表面上建立接觸，測量結果只能在一定限制下進行 使用。 對于齒側是對稱的傳統的正齒輪齒，這種位置確定對于常規的加工操作是足夠 的。如果相反，在左齒側和右齒側之間齒側有顯著不同和/或如果齒側還被設計為在齒寬 上是呈圓錐形，取兩個測量點的平均值不再足以描述漸開線的位置，或者會因此導致錯誤 的位置。 然而，這種定位對于能夠進一步加工預齒切工件是必要的。這是一方面當工件在 軟狀態下被預齒切，并且在硬狀態下進行熱處理后也將被處理的情況，例如齒切磨削處理 和/或齒切搪磨處理便是這種情況。 除了在硬狀態下的后加工中的齒輪的位置，由熱處理工藝造成的在齒寬上的變形 形狀通常也是相關的。在這種情況下，齒輪的位置必須在與齒寬相關的多個平面內確定。對 于錐齒輪和/或非對稱齒輪來說，這尤其不簡單。 在齒形磨削和齒形搪磨的過程中，首先試圖在軟加工中盡可能小地保持加工余 量。這里，額外重要的是，在熱處理后，除了確定硬變形，還應確定在齒輪周邊的余量分布， 使得在齒輪的一些點上不移除過多的材料，齒側因而在這些區域再次變軟。這會導致工作 條件下的裝配好的變速器中的傳動損害，因此導致變速器工作壽命的提早結束。 還有在其中第二齒輪的加工或制造必須依賴于第一齒輪的應用。在這種情況下， 絕對需要對所述第一齒輪的位置的準確了解。 另一個應用在于加工粗鍛坯或燒結坯。這些坯通常地也被后加工，以增加齒輪精 確度。為此，同樣必須足夠精確地知道待后處理的齒的或齒隙的位置，使得在預加工中可以 選擇盡可能低的加工余量。
技術實現思路
本專利技術的目的在于處理用于確定齒輪的漸開線的位置的現有測量方法的進一步 發展，使得尤其對于具有非對稱和/或圓錐形齒側形狀的齒輪，該測量方法可以實現足夠 精確的測量結果。 通過根據權利要求1的特征的方法實現該目的。該方法的有利實施例是從屬于主 權利要求的從屬權利要求的主體。 根據權利要求1，提出一種使用帶齒工具確定齒切機器內的預齒切工件的漸開線 的位置的方法。 由現有技術已知的用于對齒輪定中的方法適合于帶有對稱齒的工件。一旦使用具 有非對稱或圓錐形齒側形狀的工件或工具，這種方法會產生錯誤的結果。因此，根據本專利技術 提出一種更為先進的方法，該方法考慮到非對稱齒輪和/或錐齒輪的幾何特性并基于此計 算漸開線的位置確定。 在根據本專利技術的方法中，工具和工件形成兩個外齒輪或一個外齒輪和一個內齒輪 的螺旋乳制類齒輪傳動裝置。工件和/或工具可以具有非對稱圓柱齒輪和錐齒輪（斜面體 齒輪）兩者。工件優選地是具有圓錐形和/或非對稱直齒輪輪齒的齒輪，其中，在這些所 有的方法中可以使用圓柱工具和圓錐工具。 在其中可以使用根據本專利技術的漸開線位置確定方法的制造方法可以例如是：齒輪 磨削、滾銑、車齒滾銑、刮削、車齒和內外側搪磨。 公認的，根據本專利技術的方法首先用于非對稱和/或錐齒輪的漸開線的位置確定， 但該方法也可以容易地使用在工件和/或工具的對稱圓柱齒輪上。因此，本專利技術的對象不 應該局限于使用在非對稱圓柱齒輪和/或錐齒輪上。 還應該注意，根據本專利技術的方法步驟的實施基于工具和工件之間的相互作用。使 用該方法，可以在工件處也可以可替代地在工具處確定漸開線的位置。處于簡便的原因，在 后文中只涉及工件處的位置確定。 根據本專利技術的核心思想基于兩個齒輪的相互作用。也存在違背該背景的可能性： 用所謂的主輪替代工件或工具，其中主輪的大小已知并用于齒輪對（工件或工具）的漸開 線的位置確定。 根據本專利技術的方法包括如下方法步驟： a.生成在工件和工具之間的第一相對運動；檢測在工具的第一齒側，優選的左齒 側和工件的第一齒側，優選的左齒側之間所產生的第一接觸；和檢測用于代表工件和工具 的相對運動的第一坐標系； b.生成在工件和工具之間的第二相對運動；檢測在工具的第二齒側，優選的右齒 側和工件的第二齒側，優選的右齒側之間所產生的第二接觸；檢測用于代表工件和工具的 相對運動的第二坐標系； c.基于第一坐標系和第二坐標系確定工具和工件的轉動角度、進刀、軸向距離和 交叉軸線角度；并基于轉動角度、進刀、軸向距離和交叉軸線角度計算漸開線的位置。 可以使用由現有技術已知的不同方法檢測兩個齒側對之間的接觸。例如可以通過 測量齒切機器的致動器驅動的至少一個電機值進行接觸的識別。齒切機器的致動驅動的一 個的電機電流、電機電壓、電機轉矩、電機速度或有效電機功率已經證明是合適的電機值。 例如，可以在至少一個所提及的電機值的測量信號的進程處確定接觸。 對于實施根據本專利技術的方法，工具和/或工件的哪個機器軸線產生相對運動以實 現兩個齒輪之間的接觸并不重要。理論上可以一起使用所有可用的機器軸線，或者只使用 一些可用軸線，或這只使用一個可用軸線。只對于實施本方法重要的是，工件和工具的兩 個齒輪在其漸開線表面處接觸。 如果兩個齒輪彼此嚙合，可以在螺旋乳制類齒輪傳動裝置與滾軸聯軸器一起轉動 的同時容易發生該接觸，并且可以通過以任何適合于該目的的所希望的軸線打開聯軸器而 實現該接觸。 然而，優選地，根據本專利技術的方法還可以在工件和工具的齒輪均不彼此嚙合時實 施。在這種情況下，傳動裝置的滾動聯結轉動只有在小角度是可能的，因為否則會存在與 其他輪齒的碰撞的危險。因此，接觸可以說是必須在靜止狀態下發生。 借助于左和右齒側對的接觸的所記錄的坐標系，可以確定用于描述工件和工具在 接觸時的相對位置的位置值。優選地，該位置值形成夾持在機器中的工具和工件的所有自 由度。工件和工具的轉動角度、工件和工具的進刀（例如軸向進刀）、以及其軸向距離和其 交叉軸線角度被視為位置值。這些位置值被確定用于左齒側對和右齒側對的接觸。利用這 些值的信息，可以計算右齒側和左齒側上的漸開線的位置，即在規定的參考方向上的用于 右齒側和左齒側的基隙半角。 對于非對稱齒輪，只有左齒側和右齒側的兩個基隙半角之和是本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種使用齒切工具確定齒切機器內的預齒切工件的漸開線的位置的方法，所述方法包括以下步驟：－生成在工件和工具之間的第一相對運動；檢測在工具的第一齒側和工件的第一齒側之間所產生的第一接觸；檢測用于代表工件和工具的相對運動的第一坐標系；－生成在工件和工具之間的第二相對運動；檢測在工具的第二齒側和工件的第二齒側之間所產生的第二接觸；檢測用于代表工件和工具的相對運動的第二坐標系；－基于第一坐標系和第二坐標系確定工具和工件的轉動角度、進刀、軸向距離和交叉軸線角度；并基于轉動角度、進刀、軸向距離和交叉軸線角度計算漸開線的位置。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：羅伯特·烏爾夫，
申請(專利權)人：利勃海爾齒輪技術股份有限公司，
類型：發明
國別省市：德國;DE