磨前滚刀齿廓数学模型及参数化设计

发布时间：2017-10-13 10:28

  本文关键词：磨前滚刀齿廓数学模型及参数化设计

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【摘要】：使用磨前齿轮滚刀加工齿轮时,能够使被加工齿轮轮的齿根产生一定量根切,因此磨前齿轮滚刀被广泛地应用于高精度硬齿面齿轮的粗加工。由于根切过浅或者过深都将不利于齿轮的磨后性能,这就需要控制好齿轮的根切量。因为是磨前滚刀的齿形参数决定了被加工齿轮齿根的根切量,因此通过优化设计磨前滚刀的齿形,得到合理的被加工齿轮的根切量。 文章首先阐述了滚齿原理和曲线共轭原理,并利用滚齿原理和曲线共轭原理,建立了磨前滚刀加工齿轮的数学模型,并且得到滚刀各段的廓线方程和被加工齿轮的廓线方程；然后通过减材料法,优化设计磨前滚刀的各项齿形参数,得到合理的磨前滚刀齿形,用以达到齿轮轮齿磨齿后齿轮根部危险截面的曲率半径尽可能大、磨前齿廓的齿根过渡曲线与齿轮磨后渐开线光滑连接以及具有符合要求的有效渐开线长度等的要求；最后通过Matlab编制关于磨前滚刀齿形的设计程序,然后通过实例分析,得到齿形参数优化结果。 主要研究了被加工齿轮齿形与磨前滚刀齿廓参数两者间的关系,对磨前滚刀齿廓参数进行了优化设计,以保证齿轮齿廓的合理性要求和刀具的耐用度要求。
【关键词】：磨前滚刀 硬齿面齿轮 减材料法 根切
【学位授予单位】：哈尔滨商业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG612
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-13
• 1 绪论13-17
• 1.1 齿轮滚刀的分类13
• 1.2 磨前齿轮滚刀的结构及其齿廓特点13-14
• 1.3 磨前齿轮滚刀在加工中的应用14-15
• 1.4 磨前滚刀的发展现状15
• 1.5 课题来源15
• 1.6 课题的研究意义15-16
• 1.7 主要内容16
• 1.8 本章小结16-17
• 2 磨前滚刀设计基本理论及参数的确定17-25
• 2.1 齿轮滚刀的工作原理17
• 2.2 滚刀齿形计算方法17
• 2.3 求包络线的微分几何法17-19
• 2.3.1 以参数方程给出17-19
• 2.3.2 以显函数给出19
• 2.3.3 以隐函数给出19
• 2.4 坐标系的建立19-20
• 2.5 磨前滚刀轴截面齿廓形式20-22
• 2.6 磨前滚刀齿廓参数的确定22-24
• 2.7 本章小结24-25
• 3 磨前齿轮廓线方程的建立25-37
• 3.1 滚刀各段廓线方程求解25-27
• 3.1.1 主切削刃的方程25
• 3.1.2 副切削刃的方程25-26
• 3.1.3 刀顶圆弧方程26
• 3.1.4 刀顶刃方程26-27
• 3.2 转换矩阵27-28
• 3.3 被加工齿轮的齿廓方程28-33
• 3.3.1 主渐开线方程28-29
• 3.3.2 副渐开线方程29-31
• 3.3.3 过渡曲线方程31-32
• 3.3.4 齿轮齿根圆方程32-33
• 3.4 平面啮合的两类界限点33
• 3.5 齿轮磨前齿廓的相交问题33-35
• 3.5.1 主副渐开线的相交33-34
• 3.5.2 副渐开线的根切34-35
• 3.6 减材料法35-36
• 3.7 本章小结36-37
• 4 磨前滚刀齿形参数优化37-47
• 4.1 参数优化的满足要求37
• 4.2 理论渐开线高度与有效渐开线高度的计算37-38
• 4.3 计算有效渐开线高度38-41
• 4.3.1 求交点法38-39
• 4.3.2 利用齿轮啮合原理法39-41
• 4.4 最大刀顶圆弧半径的求解41-43
• 4.4.1 曲率半径与滚刀刀顶圆弧半径41
• 4.4.2 齿轮齿根计算应力的计算公式41-42
• 4.4.3 刀顶圆角半径的最大值42-43
• 4.5 滚刀加工的齿数范围43-45
• 4.6 修正减材料方法45-46
• 4.7 被加工齿轮啮合时不干涉的条件46
• 4.8 本章小结46-47
• 5 用Matlab进行磨前滚刀齿形设计47-57
• 5.1 软件选择47
• 5.2 Matlab软件的优越性47-49
• 5.3 磨前滚刀齿形设计程序的流程图49-50
• 5.4 被加工齿轮齿廓图形处理50-51
• 5.4.1 齿轮轮齿对侧齿廓的绘制50
• 5.4.2 全部的齿轮轮齿齿廓绘制50-51
• 5.5 齿轮的磨前齿形51-53
• 5.6 修正后的齿轮磨后齿形53-54
• 5.7 实例分析及分析结果54-56
• 5.7.1 实例分析54-55
• 5.7.2 磨前滚刀齿形参数优化结果55-56
• 5.8 本章小结56-57
• 结论57-58
• 参考文献58-61
• 攻读学位期间发表的学术论文61-62
• 致谢62

【参考文献】

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本文编号：1024343