等基圓錐齒輪齒面刮削理論及其方法研究.pdf

1、硬齒面弧齒錐齒輪因其良好的齒面承載能力在大型主機(jī)設(shè)備中的應(yīng)用越來越廣泛，但其加工機(jī)床體積大、價(jià)格高、制造技術(shù)復(fù)雜、加工效率低，且核心加工技術(shù)大多被國外制造商所掌握，盡管國內(nèi)相繼出現(xiàn)了有關(guān)研究，但大多集中在軟齒面。等基圓錐齒輪作為一種新型的曲線齒錐齒輪，加工設(shè)備簡(jiǎn)單，加工費(fèi)用低廉，在一定范圍內(nèi)可以取代弧齒錐齒輪。等基圓錐齒輪采用成形銑削方式、兩軸聯(lián)動(dòng)進(jìn)行加工，具有成本低、機(jī)床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且小型化等特點(diǎn)。但是，所采用指形硬質(zhì)合金銑刀制作難度大，

2、指形砂輪磨損快且強(qiáng)度低，難以實(shí)現(xiàn)硬齒面等基圓錐齒輪的精加工，且其加工效率和加工后表面質(zhì)量較低，極大地限制了等基圓錐齒輪的廣泛應(yīng)用。
　　本文以硬齒面等基圓錐齒輪為研究對(duì)象，在已有等基圓錐齒輪理論基礎(chǔ)上，結(jié)合齒輪嚙合分析理論、數(shù)控加工技術(shù)等領(lǐng)域，系統(tǒng)地研究了齒面刮削理論及其方法，具體內(nèi)容如下：
　　等基圓錐齒輪刮削加工理論研究。基于齒輪嚙合原理和微分幾何原理，分析了刮削加工實(shí)現(xiàn)的可行性。依據(jù)等基圓錐齒輪成形加工理論，建立了刮削

3、加工坐標(biāo)系，推導(dǎo)了刮削加工包絡(luò)而成的齒面方程。利用 MATLAB軟件編寫程序，在輪坯坐標(biāo)系中構(gòu)造了等基圓錐齒輪的三維曲面。在齒面方程的基礎(chǔ)上，對(duì)比了刮削齒面與理論齒面，分析了刮削齒面的法向加工精度。以上研究為后續(xù)嚙合分析和加工仿真奠定了基礎(chǔ)。
　　等基圓錐齒輪刮削齒面接觸分析。從刮削齒面方程提取出齒面點(diǎn)數(shù)據(jù)文件，導(dǎo)入 UG軟件中，構(gòu)建了大小齒輪模型。根據(jù)有限元分析理論，將模型導(dǎo)入ABAQUS中，裝配后劃分網(wǎng)格，進(jìn)行靜力學(xué)分析。根據(jù)

4、不同時(shí)刻接觸所產(chǎn)生的應(yīng)力應(yīng)變，得出了大小輪凹凸面的接觸軌跡示意圖。根據(jù)等基圓錐齒輪的方程，以齒輪嚙合理論為基礎(chǔ)，利用 MATLAB建立非線性方程組，求出了齒面嚙合點(diǎn)、齒面?zhèn)鲃?dòng)誤差，并繪制出其圖形以及相嚙合面的接觸跡線，由 TCA結(jié)果可知，該刮削齒面嚙合傳動(dòng)性能良好。兩種接觸分析結(jié)果，充分驗(yàn)證了等基圓錐齒輪齒面刮削加工的可行性及正確性。
　　等基圓錐齒輪數(shù)控刮削仿真研究。根據(jù)等基圓錐齒輪數(shù)控加工原理，分析了等基圓錐齒輪成形加工的運(yùn)動(dòng)