(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210578475.3 (22)申请日 2022.05.25 (71)申请人 益阳康益机 械发展有限公司 地址 413000 湖南省益阳市高新区梅林路 236号 (72)发明人 石卫民　郭学农　向日舜　 (74)专利代理 机构 长沙大珂知识产权代理事务 所(普通合伙) 4323 6 专利代理师 刘若兰 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) B23Q 35/42(2006.01) B23F 23/00(2006.01) B23F 5/20(2006.01) (54)发明名称 基于滚齿加工的靠模伺服齿向修形机构及 其数学模型 (57)摘要 本发明公开了一种基于滚齿加工的靠模伺 服齿向修形机构及其数学模型， 其中靠模伺服齿 向修形机构包括靠模、 齿条杆、 导杆、 输入齿轮、 中间齿轮、 输出齿轮和输出轴， 靠模固定连接刀 架， 输出轴连接工作台手摇蜗杆， 导杆的一端设 置与靠模接触的滚轮， 导杆的另一端固定连接齿 条杆， 齿条杆与输入齿轮啮合， 输入齿轮与中间 齿轮同轴固定连接， 中间齿轮用于与输出齿轮啮 合， 输出齿轮活动连接输出轴， 本发明在现有滚 齿机的基础上增加齿向修形功能， 解决了齿轮齿 面磨削后齿面有效硬化层深度均匀性、 磨削伤痕 和磨削凸台所生产的应力集中源问题， 并通过对 应的数学模 型， 解决本齿向修形机构与不同滚齿 机结合的参数适用问题和 加工问题。 权利要求书2页 说明书6页 附图5页 CN 115034003 A 2022.09.09 CN 115034003 A 1.基于滚齿加工的靠模伺服齿向修形机构， 其特征在于， 包括靠模(1)、 齿条杆(2)、 导 杆(3)、 输入齿轮(6)、 中间齿轮(7)、 输出齿轮(8)和输出轴(10)， 所述靠模(1)固定连接用于 安装滚刀(18)的刀架(17)， 所述输出轴(10)连接用于驱动旋转工作台(19)动作的工作台手 摇蜗杆； 所述导杆(3)的一端设置与靠模(1)接触的滚轮(5)， 所述导杆(3)的另一端固定连接齿 条杆(2)， 所述齿条杆(2)与输入齿轮(6)啮合， 所述输入齿轮(6)与中间齿轮(7)同轴固定连 接， 所述中间齿轮(7)用于与输出齿轮(8)啮合， 所述输出齿轮(8)固定套接于结合套(9)， 所 述结合套(9)与输出轴(10)同轴滑动连接， 所述结合套(9)一侧设置用于拨动结合套(9)使 中间齿轮(7)和输出齿轮(8)啮合或者分离的拨 叉(11)。 2.根据权利要求1所述的靠模伺服齿向修形机构， 其特征在于， 还包括手动齿轮(12)， 所述手动齿轮(12)与中间齿轮(7)啮合。 3.根据权利要求1或者2所述的靠模伺服齿向修形机构， 其特征在于， 还包括齿轮箱 (13)， 所述输入齿轮(6)、 中间齿轮(7)、 输出齿轮(8)、 结合套(9)、 拨叉(11)和结合套(12)位 于齿轮箱(13)内部， 输入齿轮(6)和中间齿轮(7)的共同轴、 结合套(9)和输出轴(10)与齿轮 箱(13)旋转连接， 所述齿条杆(2)贯穿齿轮箱(13)与输入齿轮(6)啮合， 所述输出轴(10)的 一端从齿轮箱(13)输出。 4.一种滚齿机， 其特 征在于， 包括权利要求1、 2或者3所述的靠模伺服齿向修形机构。 5.基于权利要求1或者2所述的靠模伺服齿向修形机构的数学模型， 其特征在于， 假设 齿向任意 点修形量为△， 则伺服靠模的升程 为L1， 可得出： L1＝2△×1.46×a   (1) 式中a为机构放大倍数； 1.46为分度圆上的公法线转换为径向进刀的转换常数； 根据工作原理， 输入齿轮的瞬时弧长 C1与靠模的升程 为L1相等， 则有： L1＝C1    (2) 根据齿轮节圆的关系分析 可以得出， 输入齿轮的瞬时弧长 C1: C1＝1/2 π m1 ×Z1×ψ1   (3) 式中m1为齿轮1的模数， Z1为齿数， ψ1为瞬时转角； 同理可得中间齿轮的瞬时弧长 C2和输出齿轮的瞬时弧长 C3， 其中： C2＝1/2 π m2 ×Z2×ψ2   (4) 式中m2为齿轮2的模数， Z2为齿数， ψ2为瞬时转角； C3＝1/2 π m3 ×Z3×ψ3   (5) 式中m3为齿轮3模数， Z3为齿数， ψ3为瞬时转角； 由齿轮之间传动的相互关系可确定以下 条件关系式: ψ1＝ ψ2， ψ3＝ ψ4    (6) 式中 ψ4为滚齿机手摇蜗杆的瞬时转角； ψ2/ ψ3＝Z3 /Z2   (7) Ψ4/ ψ5＝Z5 /Z4   (8) 式中： Z4为滚齿机手摇蜗杆的齿数， Z5为滚齿机蜗轮的5的齿数， ψ5为滚齿机蜗轮的瞬 时转角， 从而得到齿向修形使滚齿机 工作台瞬时移动的距离为：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115034003 A 2Lm＝2×Δ×1.46   (9) 同时， 又有滚齿机 工作台瞬时移动的距离： Lm＝ ψ5×D   (10) 式中： D为滚齿机 工作台手摇蜗杆的导 程； 假设m1＝m2＝m3, 通过公式(1) ‑(10)整合,得到放大倍数a值： a＝ π m(Z1 ×Z3/Z2)/D 当机靠模伺服修形机构的齿数、 模数选定后， 放大倍数a为常数， 基于公式(1)， 可根据 修形量△对靠模尺寸S进行设计。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115034003 A 3