A method for generating grinding of internal helical gears based on spherical worm grinding wheel

JIANG Chuang; SHANG Yongshuai; HAN Zhengyang; WANG Zehua

doi:10.16578/j.issn.1004.2539.2025.09.014

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A method for generating grinding of internal helical gears based on spherical worm grinding wheel

Development·Application | 更新时间：2025-09-20

- A method for generating grinding of internal helical gears based on spherical worm grinding wheel
  增强出版
- Journal of Mechanical Transmission Vol. 49, Issue 9, Pages: 112-118(2025)
- 作者机构：
  
  1.河南科技大学机电工程学院，洛阳 471003
  2.龙门实验室，洛阳 471900
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.16578/j.issn.1004.2539.2025.09.014
  CLC： TH16
- Received：11 May 2024，
  
  Published：15 September 2025
- 稿件说明：
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蒋闯，尚永帅，韩正阳，等. 基于球形蜗杆砂轮的内斜齿轮展成磨削加工方法［J］. 机械传动，2025，49（9）：112-118.

JIANG Chuang，SHANG Yongshuai，HAN Zhengyang，et al. A method for generating grinding of internal helical gears based on spherical worm grinding wheel［J］. Journal of Mechanical Transmission，2025，49（9）：112-118.
蒋闯，尚永帅，韩正阳，等. 基于球形蜗杆砂轮的内斜齿轮展成磨削加工方法［J］. 机械传动，2025，49（9）：112-118. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2025.09.014.

JIANG Chuang，SHANG Yongshuai，HAN Zhengyang，et al. A method for generating grinding of internal helical gears based on spherical worm grinding wheel［J］. Journal of Mechanical Transmission，2025，49（9）：112-118. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2025.09.014.

摘要

目的

随着电动汽车产业对高精度内斜齿轮需求的爆发式增长，传统刮齿、珩齿及成形磨齿加工技术存在刀具磨损严重、齿面误差修正能力不足、加工效率低下等瓶颈，难以匹配电动汽车短生产周期与高性能传动的发展要求。为此，提出基于球形蜗杆砂轮展成磨削的内斜齿轮加工新方法。

方法

基于共轭曲面包络理论与空间啮合原理，系统构建了等效斜齿轮齿面、球形蜗杆砂轮齿面及内斜齿轮齿面间的映射关系；通过严密的数学推导，求解了球形蜗杆砂轮的型面方程与螺旋升角，实现了双齿面的精确数字化表征；借助Vericut软件开展仿真分析，量化了理论齿面与仿真齿面的偏差。

结果

研究证实，球形蜗杆砂轮展成磨削技术可有效实现内斜齿轮的高精度加工，为突破电动汽车核心传动部件的制造技术瓶颈提供了新的路径与参考。

Abstract

Objective

With the explosive growth of demand for high-precision internal helical gears in the electric vehicle industry

traditional machining technologies such as shaping

honing

and form grinding face bottlenecks including severe tool wear

insufficient tooth surface error correction capability

and low processing efficiency

which are difficult to meet the development requirements of short production cycles and high-performance transmissions for electric vehicles. Therefore

a new machining method for internal helical gears based on generating grinding with a spherical worm grinding wheel was proposed.

Methods

Based on the conjugate surface envelopment theory and spatial meshing principle

the mapping relationships among the equivalent helical gear tooth surface

spherical worm grinding wheel tooth surface

and internal helical gear tooth surface were systematically constructed. Through rigorous mathematical derivation

the profile equation and spiral angle of the spherical worm grinding wheel were solved to achieve precise digital characterization of the double tooth surfaces. Simulation analysis was carried out using Vericut software to quantify the deviation between the theoretical tooth surface and the simulated tooth surface.

Results

The research confirms that the generating grinding technology with a spherical worm grinding wheel can effectively achieve high-precision machining of internal helical gears

providing a new path and reference for breaking through the manufacturing technology bottlenecks of core transmission components in electric vehicles.

关键词

Keywords

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School of Mechatronics Engineering， Henan University of Science and Technology

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