齒輪滾刀加工仿真及頂刃圓角優(yōu)化.pdf

1、齒輪傳動(dòng)是機(jī)械領(lǐng)域一種重要的傳動(dòng)方式，齒輪傳動(dòng)往往具有傳動(dòng)精度高、載荷大、傳動(dòng)平穩(wěn)等特點(diǎn)。因此對(duì)齒輪及其加工刀具進(jìn)行更深入的研究是很有必要的。
　　滾刀是應(yīng)用最為廣泛的齒輪加工刀具之一。但由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，若采用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，不僅效率低下，而且容易出錯(cuò)。在滾刀的測試階段，若用實(shí)際制造的滾刀進(jìn)行加工試驗(yàn)，會(huì)浪費(fèi)大量的人力、物力和財(cái)力。
　　針對(duì)以上問題，本文以Visual Basic6.0為開發(fā)工具對(duì)AutoCAD2004進(jìn)行

2、二次開發(fā)，完成了齒輪滾刀的參數(shù)化建模，用戶只需要通過參數(shù)輸入界面輸入?yún)?shù)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)生成滾刀三維模型，提高了滾刀的設(shè)計(jì)效率。本文還開發(fā)了一套齒輪加工仿真系統(tǒng)，并對(duì)其仿真質(zhì)量的影響因素進(jìn)行了分析，結(jié)果表明周向進(jìn)給量的選取對(duì)仿真質(zhì)量影響較大；同時(shí)對(duì)其可行性進(jìn)行了驗(yàn)證，驗(yàn)證結(jié)果較理想。如果將設(shè)計(jì)完成的滾刀用該仿真系統(tǒng)進(jìn)行虛擬加工試驗(yàn)，可以節(jié)省大量資源。
　　另外，通過對(duì)仿真系統(tǒng)加工出的齒輪分析，發(fā)現(xiàn)齒輪齒根部位的應(yīng)力大小與齒根過渡曲線的

3、曲率有關(guān)，而齒根過渡曲線的曲率又和滾刀頂刃圓角半徑有著直接關(guān)系。針對(duì)這一情況，本文對(duì)滾刀頂刃圓角進(jìn)行了優(yōu)化分析，最后對(duì)優(yōu)化的仿真系統(tǒng)加工出來的齒輪進(jìn)行了優(yōu)化驗(yàn)證和干涉檢測。其結(jié)果表明：優(yōu)化效果良好且并未出現(xiàn)干涉現(xiàn)象。此處的優(yōu)化對(duì)提高齒輪使用壽命起到了一定作用。
　　本文的主要研究內(nèi)容包括以下三大塊：
　　1）查閱齒輪滾刀的相關(guān)文獻(xiàn)，弄清其加工原理、設(shè)計(jì)方法以及各個(gè)參數(shù)之間的關(guān)系。以VB6.0為開發(fā)工具，對(duì)AutoCAD200

4、4進(jìn)行二次開發(fā)，完成滾刀的參數(shù)化建模。
　　2）在完成滾刀參數(shù)建?；A(chǔ)上，開發(fā)一套滾刀加工齒輪的仿真系統(tǒng)。研究影響滾刀仿真加工系統(tǒng)質(zhì)量的因素，確定適當(dāng)?shù)倪M(jìn)給量。然后將仿真系統(tǒng)加工出的齒輪與標(biāo)準(zhǔn)齒輪進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證該仿真系統(tǒng)的仿真效果的優(yōu)劣。
　　3）借助仿真系統(tǒng)和有限元分析軟件，研究滾刀頂刃圓角半徑與被加工齒輪齒根最大彎曲應(yīng)力的關(guān)系。在此基礎(chǔ)上對(duì)滾刀頂弧圓角進(jìn)行優(yōu)化，并檢驗(yàn)優(yōu)化效果。最后用Pro/E對(duì)優(yōu)化加工的齒輪進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真