高减速比准双曲面齿轮全工序法加工技术研究

发布时间：2020-06-16 13:23

【摘要】：随着工业的快速发展,齿轮传动朝着高功率、高效率的方向发展,为高减速比准双曲面齿轮的应用提供了广阔空间。高减速比准双曲面齿轮相对于传统的齿轮减速装置,具有传动平稳、空间占用小和可承受负载大等优点,已逐步取代传统的蜗轮蜗杆和行星减速装置,广泛应用于数控机床伺服系统、工业机器人等各种机电一体化产品中。而全工序法相对于传统的“五刀法”具有切齿精度高、加工效率高等优点。但是,在采用全工序法加工时,大、小轮的凹、凸两面同时切削完成,存在着齿坯参数限制条件、切齿模型建立及机床调整参数计算等难题。本文对格里森(Gleason)齿制的高减速比准双曲面齿轮全工序法加工技术进行研究,以解决其中的关键性理论和技术难题。论文的主要研究工作如下:1、基于准双曲面齿轮的啮合理论,通过对等高齿高减速比准双曲面齿轮设计方法的研究,确定了大、小轮节锥的空间位置关系,给出了大轮螺旋角、小轮偏置距、大轮齿面宽和大轮齿顶高系数的几何限制条件,建立了高减速比准双曲面齿轮几何参数的计算方法。2、基于准双曲面齿轮的局部共轭理论和空间矢量运算方法,建立了高减速比准双曲面齿轮全工序法切齿加工的数学模型。为了避免大轮与刀盘发生二次切削,通过建立了大轮顶锥面和大轮刀盘刀顶面的方程,得到两空间平面的交线,以刀盘半径大于刀盘中心到顶锥面与刀顶面交线顶点的距离作为判断条件,确定了大轮刀倾角的取值范围。以齿轮啮合原理和微分几何学为理论基础,建立了高减速比准双曲面齿轮全工序法加工机床调整参数和刀具参数的计算方法。3、基于高减速比准双曲面齿轮的切齿加工原理以及切齿加工过程中刀具与齿坯之间的相对位置和相对运动关系,运用矢量运算的方法建立了采用圆弧齿廓刀具加工的大、小轮齿面方程。在齿面方程基础上,对齿面进行网格划分,计算了齿面各离散点的空间坐标及法矢分量。4、基于Visual Basic软件开发平台,编制完成了高减速比准双曲面齿轮齿坯设计、全工序法加工机床调整参数计算和齿面离散点坐标计算软件。5、基于以上研究成果,以齿数比为1:120的高减速比准双曲面齿轮副为例,利用所开发的软件计算了齿轮副的齿坯参数和机床调整参数,并在H350GA磨齿机上进行了磨齿加工实验。通过齿轮副接触区滚动检查以及基于齿轮测量中心的齿形误差检测,验证高减速比准双曲面齿轮齿坯设计、全工序法机床调整参数计算以及齿面离散点坐标计算方法的正确性。
【学位授予单位】：中南林业科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG61
【图文】：

对比图,传动形式,体积,对比图

准双曲面齿轮哨合理论首先由美国Ｇｌｅａｓｏｎ公司的Ｅ．Ｗｉｌｄｈａｂｅｒ和Ｌ．Ｂａｘｔｅｒ逡逑提出，自问世以来，其制造和加工技术一直被其垄断。自１９７２年以来，我国数逡逑学工作者对准双曲面齿轮啮合理论的数学基础方面作了系统的研究％。曾韬在其逡逑专著《螺旋锥齿轮设计与加工》中，将准双曲面齿轮的轮坯设计、切齿计算归结逡逑为计算准双曲面齿轮某一点的节面参数和节点曲率，推导出各种Ｇｌｅａｓｏｎ计算卡逡逑的所有公式，构成了一个完整的体系，推动了我国齿轮技术的进一步发展［７］。逡逑高减速比准双曲面齿轮传动作为一种新兴的传动形式，得到了国内外齿轮工逡逑作者的广泛关注。关于高减速比准双曲面齿轮的研究，美国Ｇｌｅａｓｏｎ公司的逡逑Ｌ．Ｂａｘｔｅｒ将高减速比准双曲面齿轮副中的大轮作为基本件，对锥面形和平面形两逡逑种齿形的小轮齿坯进行设计，给出了一些特定齿数比高减速比准双曲面齿轮副的逡逑齿还参数［１２］，但具体的计算公式并没有给出。ＨｅｒｍａｎｎＳｔａｄｔｆｅｌｄ将蜗轮蜗杆与高逡逑减速比准双曲面齿轮从体积和效率两个方面进行了对比，总结了高减速比准双曲逡逑面齿轮的优点［１３］，如图１．２和图１．３所示。逡逑

对比图,传动形式,对比图,效率

【参考文献】