螺旋锥齿轮全工序切齿方法研究

发布时间：2020-11-05 05:57

　　 螺旋锥齿轮全工序切齿方法是在成形法大轮一次切齿完成两齿面加工的基础上,对小轮精切实现两面同时加工,可提高加工效率及加工精度并可实现干切和磨齿加工。全工序切齿方法是在受机床自由度及刀具标准化影响的传统机床上切齿加工机床调整不便而提出的。该方法是国外两刀法切齿加工方法的重要分支,而格里森公司对两刀法齿轮设计计算及切齿调整参数计算等相关研究不予以公开。针对上述问题,本文研究在全数控切齿加工机床上采用全工序切齿加工方法对小轮进行精切加工,实现一次切削凹凸两面同时加工完成,并能够获得良好的接触啮合质量。对螺旋锥齿轮全工序切齿方法做以下研究:共轭啮合理论研究及齿轮副啮合节锥特性和切齿加工相关几何参数的求解;建立展成法与成形法统一的大轮齿面方程,基于齿轮共轭啮合原理,构建保证齿轮副传动误差情况下与大轮完全共轭的小轮齿面求解模型;基于共轭差曲面及接触特性要求的齿面修形设计计算;小轮切齿加工调整计算与基于接触点共轭啮合和接触特性要求的建立机床加工参数优化求解模型。具体如下:1.由共轭啮合原理确定展成法与成形法切齿加工机床、刀具与产形面之间的相对位置关系并对齿轮副节锥参数进行推导计算。2.建立大轮切齿坐标系及与大轮共轭啮合的小轮坐标系,由大轮的切齿调整参数及刀具参数,确定大轮齿面方程。在保证齿轮副传动条件下求解与大轮完全共轭的小轮齿面。建立预置传动比多项式的齿轮副啮合传动的瞬时传动比关系,求解基于给定传动误差的小轮共轭齿面,并通过接触特性要求对共轭齿面进行修形,获得小轮目标齿面。3.通过引入刀倾角对水平轮位、垂直轮位和床位等齿坯安装参数关系式进行推导。基于接触参考点处的共轭接触时法矢相等原理,对小轮加工刀盘参数进行推导,基于接触形态要求建立刀倾角与齿坯安装参数关系,并引入高阶参数修正运用齿面偏差约束函数优化小轮机床加工参数。4.对小轮目标齿面与给定大轮齿面进行轮齿接触分析,验证目标齿面接触区与预设的接触区一致性。对优化后的小轮机床加工参数进行切齿加工计算获得小轮实际齿面,将在齿形偏差作用下的共轭接触区与目标接触区对比,接触区方向与预置接触区基本一致但会沿齿面偏差方向发生偏移,从而验证全工序切齿加工方法的可行性。
【学位单位】：重庆理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TG61
【部分图文】：

1 课题来源、研究背景及意义.1 课题来源本课题来源于浙江省宁波某传动设备有限公司的“螺旋锥齿轮设计加工研究”目。.2 研究背景及意义螺旋锥齿轮是在航空业、交通运输业和机械制造业等领域的机械传动中被广泛用的基础传动零部件。根据主从动轮齿轮轴线之间的位置关系可分大小轮轴线相的弧齿锥齿轮和大小轮轴线存在一定偏置距的准双曲面齿轮两种，通常螺旋锥齿是在全数控铣齿机床上进行切齿加工，将安装在机床摇台的刀具即产形轮，与被工齿轮之间以某一传动比绕轴线旋转进行切削的加工过程，称为展成法（图 1.1）。

在某一瞬时t两曲面在接触点O处相切（图2.1），两曲面1π 、2π 所在坐标原点1O 、2O 之间的中心距为 r (t)，接触点O到两曲面坐标原点1O 、2O 的径矢分别为 ()1r t、 ()2r t，两曲面在接触点处的法矢分别为1n 、2n ，则两曲面满足： 1221()()()nnr trtrt（2.1）图 2.1 共轭啮合曲面接触点随曲面1π 、2π 运动并不断运动到新的接触点位置。设两曲面运动的角速度分别为1 、2 ，则曲面1π 对曲面2π 的相对角速度为12 ，对式（2.1）运用相对导微公式计算接触点在曲面2π 的运动速度2v ：2112112()()() r rrrrvdtdtdtdtdtdt（2.2）而接触点在曲面1π 上的运动速度 d (t)dt111v r，则两曲面相对运动速度12v 为：221111221() r r rvvvdtdt（2.3）故式（2.2）亦可表示为：

dtdt动速度是沿与接触点径矢相垂直的切线方两曲面共轭接触啮合条件满足： 012112221vnvnrrr含时间t的曲面族函数 ()11r rx,y,t，由式确定曲面2π 随时间t变化的曲面族函数可(())21r rx,yx,t,t，式（2.6）表示一条同时属于曲面1π 、曲线相接触，此曲线称为瞬时接触线，沿坐标系内可写成 ()1z fx,y(图 2.2），运在点 ()00O x,y相重合的平面1 为0z z， ()00O x,y为两曲面的相切点，且在O 点处
【参考文献】

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本文编号：2871226