蜗轮齿面反求与数字化制造研究

发布时间：2020-07-26 21:00

【摘要】：蜗杆传动啮合的特殊性,传动过程容易造成蜗轮的点蚀、磨损和胶合等失效形式,对于一些无法补充配件和未知蜗轮蜗杆设计参数的情况下,就需要对失效的蜗轮进行快速精准适配。随着数控加工技术的不断发展,采用数控加工更高的加工质量和灵活的加工方式,是进行小批量加工的趋势。采用天远拍照式三维扫描仪OKIO-B-400设备进行蜗杆副点云采集,对由点云反求重构和模拟蜗轮滚刀加工过程,得到两种蜗轮模型进行对比分析。使用Imageware对点云进行对齐、分割、精简等操作,采用曲线重构曲面和点云直接拟合曲面的两种方法对齿面进行重构,以点云与曲面偏差和曲面的光顺性为依据,来判别两种拟合方法的优劣,通过对比分析可以发现曲线重构曲面的方法更佳。以曲线拟合曲面的方法得到蜗轮的反求曲面,在UG中完成蜗轮三维模型的建立,采用同样的方法构建蜗杆的三维模型。依据蜗杆的三维模型,对部分参数进行修改得到蜗轮滚刀的模型,在UG中使用VB程序对滚刀模型进行控制,实现自动模拟蜗轮滚刀加工蜗轮毛坯的过程,得到由蜗轮滚刀包络而成的蜗轮模型。在动力学仿真软件RecurDyn中,对由两种方法创建的蜗轮而装配的蜗杆副,分别建立虚拟样机模型,在两种不同工况下进行蜗杆副的传动误差和接触力的仿真分析,可以发现由点云反求得到的蜗轮组成的蜗杆副,在两种工况下蜗杆副传动误差的波动幅值和接触力的值较小,但传动误差和接触力的波动较大。使用UG的加工模块,对由点云反求得到的蜗轮进行粗铣、半精铣和精铣的数控加工走刀轨迹进行规划,通过后处理器输出蜗轮数控加工的NC程序代码。在VERICUT中构建蜗轮加工的机床模型,模拟仿真蜗轮的实际加工过程,对蜗轮的NC数控加工程序进行验证。采用3轴数控机床完成对蜗轮的实际加工,在改装的车床上对原装蜗轮和反求蜗轮分别进行滚检试验,两者的接触印痕基本一致,验证了由点云反求得到的蜗轮模型方法的可行性。
【学位授予单位】：河南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TH132.44;TG659

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本文编号：2771283