權(quán)利要求書(shū)： 1.一種適用于高速重載雙螺旋齒輪珩磨復(fù)合磨削加工的裝置，其特征在于，裝置包括徑向定位鍵(1)，偏心柔性刀桿(2)，主軸套筒(3)，刀桿端蓋(4)，金屬阻尼鋼絲環(huán)(5)，法蘭盤(pán)(6)，連接螺釘(7)，連接螺母(8)，端蓋螺釘(9)，珩磨復(fù)合磨削加工裝置一端法蘭盤(pán)(6)通過(guò)高精度數(shù)控ER刀柄和機(jī)床連接，另一端偏心柔性刀桿頂部安裝磨削砂輪，并用螺母擰緊固定砂輪。
2.如權(quán)利要求1所述的一種適用于高速重載雙螺旋齒輪珩磨復(fù)合磨削加工的裝置，其特征在于，所述的刀桿偏心結(jié)構(gòu)偏心量實(shí)現(xiàn)方案為去除刀桿單側(cè)偏心質(zhì)量m1，偏心質(zhì)量m1由柔性刀桿外徑r，珩磨加工裝置總重量m2，珩磨刀具預(yù)設(shè)定的振動(dòng)量h決定。
3.如權(quán)利要求1所述的一種適用于高速重載雙螺旋齒輪珩磨復(fù)合磨削加工的裝置，其特征在于，所述的金屬阻尼鋼絲環(huán)材料特性選取由雙螺旋齒輪齒數(shù)z，模數(shù)m，齒頂高系數(shù)ha，頂隙系數(shù)hc，砂輪最大半徑rm，齒輪表面摩擦系數(shù)μ決定。
說(shuō)明書(shū)： 一種適用于高速重載雙螺旋齒輪珩磨復(fù)合磨削加工的裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明涉及齒輪珩磨加工的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種適用于高速重載雙螺旋齒輪珩磨復(fù)合磨削加工的裝置，適用于航空航天相關(guān)領(lǐng)域高精密的雙螺旋齒輪在珩磨復(fù)合磨削
加工過(guò)程中使用。
背景技術(shù)[0002] 高精度的雙螺旋齒輪主要應(yīng)用在航空發(fā)動(dòng)機(jī)齒輪減速箱和直升機(jī)主減速器中，比如最新一代的GTF航空發(fā)動(dòng)機(jī)，在渦輪轉(zhuǎn)子和尾部風(fēng)扇之間增加了一個(gè)雙螺旋齒行星齒輪
減速箱，要求傳遞功率達(dá)到20?40MW，傳動(dòng)效率要求≥99％，雙螺旋齒及齒圈加工精度要求
達(dá)到GB4。GTF航空發(fā)動(dòng)機(jī)中有5個(gè)行星輪同時(shí)和齒圈進(jìn)行嚙合傳動(dòng)，在高速重載的工況下，
行星輪的載荷一致性特別重要，一旦有一個(gè)行星輪不參與工況，直接導(dǎo)致其他行星輪齒面
載荷過(guò)大損傷，甚至發(fā)生斷齒等危險(xiǎn)。這要求行星輪的制造一致性特別高，這里我們提出了
對(duì)行星輪雙螺旋齒輪進(jìn)行珩磨復(fù)合磨削加工的方法提高表面精度，提高輪齒一致性。
發(fā)明內(nèi)容[0003] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題為：針對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)齒輪減速箱和直升機(jī)主減速器對(duì)雙螺旋行星齒輪高精度、高一致性的問(wèn)題，如何提高雙螺旋行星齒輪的加工精度，特別是針對(duì)
高速重載工況下高硬齒面的精密磨削問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一種雙螺旋齒輪珩磨復(fù)合磨削加工的裝
置。
[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種雙螺旋齒輪珩磨復(fù)合磨削加工的裝置，該裝置針對(duì)雙螺旋齒輪的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便的珩磨裝置。在齒廓滑移速度與齒向
滑移速度之間構(gòu)成一個(gè)合速度，采用柔性珩磨復(fù)合加工刀具實(shí)現(xiàn)人字齒輪的珩磨復(fù)合加
工。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案是：雙螺旋齒輪珩磨復(fù)合磨削加工的裝置由徑向定位鍵，偏心柔性刀桿，主軸套筒，刀桿端蓋，金屬阻尼鋼絲環(huán)，法蘭盤(pán)，連接螺釘，連接螺母，端蓋螺釘幾
個(gè)部分組成。珩磨復(fù)合磨削加工裝置一端法蘭盤(pán)通過(guò)高精度數(shù)控ER刀柄和機(jī)床連接，另一
端偏心柔性刀桿頂部安裝磨削砂輪，并用螺母擰緊固定砂輪。
[0006] 所述的刀桿偏心結(jié)構(gòu)偏心量實(shí)現(xiàn)方案為去除刀桿單側(cè)偏心質(zhì)量m1，m1由柔性刀桿外徑r，珩磨加工裝置總重量m2，珩磨刀具預(yù)設(shè)定的振動(dòng)量h決定。
[0007] 所述的金屬阻尼鋼絲環(huán)材料特性選取由雙螺旋齒輪齒數(shù)z，模數(shù)m，齒頂高系數(shù)ha，頂隙系數(shù)hc，砂輪最大半徑rm，齒輪表面摩擦系數(shù)μ決定。
[0008] 本發(fā)明的適用于高速重載雙螺旋齒輪珩磨復(fù)合磨削加工的裝置，一端法蘭盤(pán)(6)通過(guò)高精度數(shù)控ER刀柄和機(jī)床連接，另一端偏心柔性刀桿頂部安裝磨削砂輪，并用螺母擰
緊固定砂輪。本發(fā)明將珩磨的砂輪連接裝置由整體式剛性連接，改成內(nèi)外套筒式柔性連接。
[0009] 本發(fā)明裝配時(shí)，先將徑向定位鍵裝入法蘭盤(pán)中，設(shè)計(jì)選擇過(guò)盈配合，保持一定的過(guò)盈量，使得法蘭盤(pán)與徑向定位鍵同步轉(zhuǎn)動(dòng)。然后在偏心柔性刀桿上安裝金屬阻尼鋼絲環(huán)(金
屬阻尼鋼絲環(huán)內(nèi)外徑由柔性刀桿外徑和套筒內(nèi)徑?jīng)Q定)。然后將安裝了金屬阻尼鋼絲環(huán)的
柔性刀桿裝入主軸套筒中。將法蘭盤(pán)定位鍵露出部分與柔性刀桿一端進(jìn)行裝配，通過(guò)定位
鍵使得柔性刀桿和法蘭盤(pán)實(shí)現(xiàn)徑向定位，同步轉(zhuǎn)動(dòng)。使用連接螺釘和連接螺母對(duì)法蘭盤(pán)和
主軸套筒進(jìn)行連接固定。將法蘭盤(pán)朝下，偏心刀桿頂端朝上，對(duì)偏心刀桿徑向定位的穩(wěn)定性
進(jìn)行測(cè)試。在保證偏心刀桿可實(shí)現(xiàn)徑向定位前提下，使用端蓋螺母安裝刀桿端蓋，微過(guò)盈配
合，保持端蓋壓緊穩(wěn)固。裝配完成后，將珩磨復(fù)合磨削加工裝置，一端法蘭盤(pán)通過(guò)高精度數(shù)
控ER刀柄和機(jī)床連接，另一端偏心柔性刀桿頂部安裝磨削砂輪，并用螺母擰緊固定砂輪。啟
動(dòng)機(jī)床，完成珩磨復(fù)合磨削加工。
[0010] 本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝配方便。在珩磨復(fù)合磨削加工中通過(guò)自身的偏心刀桿設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速下能夠?qū)崿F(xiàn)理想的微振動(dòng)。在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)獲得離心力，通過(guò)旋轉(zhuǎn)離心作用及慣性
力的作用來(lái)實(shí)現(xiàn)柔性刀桿沿徑向的周期性振動(dòng)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)蝶形砂輪沿齒向方向的周期性滑
移運(yùn)動(dòng)。此外，為保證刀具的整體穩(wěn)定性和強(qiáng)振動(dòng)下的有效抑制，在柔性刀桿的四周增加金
屬鋼絲阻尼圈，一方面可以作為柔性軸承承擔(dān)刀桿重力，另一方面形成彈簧—阻尼系統(tǒng)來(lái)
穩(wěn)定珩磨復(fù)合刀具的整體結(jié)構(gòu)。
[0011] 雙螺旋齒輪珩磨復(fù)合磨削加工的裝置部分參數(shù)的計(jì)算公式如下[0012] 刀桿偏心結(jié)構(gòu)偏心質(zhì)量m1：[0013][0014] 式中：柔性刀桿外徑r，珩磨加工裝置總重量m2，珩磨刀具預(yù)設(shè)定的振動(dòng)量h(這里初值取為0.01mm)。
[0015] 金屬阻尼鋼絲環(huán)材料特性值選取[0016] a固有頻率：f≥2n/60[0017] b剛度：[0018][0019] c阻尼：c∈[0.01,0.03][0020] d工作溫度范圍：?40～150℃[0021] 式中：雙螺旋齒輪齒數(shù)z，模數(shù)m，齒頂高系數(shù)ha，頂隙系數(shù)hc，砂輪最大半徑rm，齒輪表面摩擦系數(shù)μ。
附圖說(shuō)明[0022] 圖1為適用于高速重載雙螺旋齒輪珩磨復(fù)合磨削加工的裝置半剖示意圖；圖中：1、徑向定位鍵，2、偏心柔性刀桿，3、主軸套筒，4、刀桿端蓋，5、金屬阻尼鋼絲環(huán)，6、法蘭盤(pán)，7、
連接螺釘，8、連接螺母，9、端蓋螺釘
[0023] 圖2為偏心柔性刀桿示意圖；[0024] 圖3為帶定位鍵孔的法蘭盤(pán)示意圖。具體實(shí)施方式[0025] 一種雙螺旋齒輪珩磨復(fù)合磨削加工的裝置由徑向定位鍵，偏心柔性刀桿，主軸套筒，刀桿端蓋，金屬阻尼鋼絲環(huán)，法蘭盤(pán)，連接螺釘，連接螺母，端蓋螺釘幾個(gè)部分組成。
[0026] 裝配時(shí)，先將徑向定位鍵裝入法蘭盤(pán)中，設(shè)計(jì)選擇過(guò)盈配合，保持一定的過(guò)盈量，使得法蘭盤(pán)與徑向定位鍵同步轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0027] 然后在偏心柔性刀桿上安裝金屬阻尼鋼絲環(huán)(金屬阻尼鋼絲環(huán)內(nèi)外徑由柔性刀桿外徑和套筒內(nèi)徑?jīng)Q定)。
[0028] 然后將安裝了金屬阻尼鋼絲環(huán)的柔性刀桿裝入主軸套筒中。[0029] 將法蘭盤(pán)定位鍵露出部分與柔性刀桿一端進(jìn)行裝配，通過(guò)定位鍵使得柔性刀桿和法蘭盤(pán)實(shí)現(xiàn)徑向定位，同步轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0030] 使用連接螺釘和連接螺母對(duì)法蘭盤(pán)和主軸套筒進(jìn)行連接固定。[0031] 將法蘭盤(pán)朝下，偏心刀桿頂端朝上，對(duì)偏心刀桿徑向定位的穩(wěn)定性進(jìn)行測(cè)試。[0032] 在保證偏心刀桿可實(shí)現(xiàn)徑向定位前提下，使用端蓋螺母安裝刀桿端蓋，微過(guò)盈配合，保持端蓋壓緊穩(wěn)固。
[0033] 裝配完成后，將珩磨復(fù)合磨削加工裝置，一端法蘭盤(pán)通過(guò)高精度數(shù)控ER刀柄和機(jī)床連接，另一端偏心柔性刀桿頂部安裝磨削砂輪，并用螺母擰緊固定砂輪。啟動(dòng)機(jī)床，完成
珩磨復(fù)合磨削加工。
[0034] 本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝配方便。在珩磨復(fù)合磨削加工中通過(guò)自身的偏心刀桿設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速下能夠?qū)崿F(xiàn)理想的微振動(dòng)。在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)獲得離心力，通過(guò)旋轉(zhuǎn)離心作用及慣性
力的作用來(lái)實(shí)現(xiàn)柔性刀桿沿徑向的周期性振動(dòng)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)蝶形砂輪沿齒向方向的周期性滑
移運(yùn)動(dòng)。此外，為保證刀具的整體穩(wěn)定性和強(qiáng)振動(dòng)下的有效抑制，在柔性刀桿的四周增加金
屬鋼絲阻尼圈，一方面可以作為柔性軸承承擔(dān)刀桿重力，另一方面形成彈簧—阻尼系統(tǒng)來(lái)
穩(wěn)定珩磨復(fù)合刀具的整體結(jié)構(gòu)。
[0035] 本發(fā)明未詳細(xì)闡述部分屬于本領(lǐng)域公知技術(shù)。凡采用等同變換或者等效替換而形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明權(quán)利保護(hù)范圍之內(nèi)。
聲明：
“適用于高速重載雙螺旋齒輪珩磨復(fù)合磨削加工的裝置” 該技術(shù)專(zhuān)利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究，如用于商業(yè)用途，請(qǐng)聯(lián)系該技術(shù)所有人。
我是此專(zhuān)利(論文)的發(fā)明人(作者)
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編輯：中冶有色技術(shù)網(wǎng)
來(lái)源：北京航空航天大學(xué)
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