内啮合多圆弧齿轮啮合原理及其成形铣刀的设计研究

发布时间：2017-11-11 18:07

  本文关键词：内啮合多圆弧齿轮啮合原理及其成形铣刀的设计研究

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【摘要】：圆弧齿廓齿轮自问世以来一直用于外啮合传动,主要原因是内啮合传动的内齿圈加工难以解决。随着数控成形铣齿及成形磨齿成功用于渐开线内齿轮加工,从理论上讲,任何齿廓曲线的内齿轮硬齿面高效高质量加工问题已经找到了突破口。所以研究内啮合圆弧齿轮传动的条件业已具备。本课题旨在研究四段圆弧齿廓组成的内啮合齿轮传动的啮合机理和成形铣削中所涉及的理论问题。内容包括：①四圆弧齿廓内啮合齿轮副基本齿廓设计,②传动几何学,③成形铣齿刀具设计中的一般问题。尽管成形铣削已成功用于渐开线内齿轮加工,但内啮合四圆弧齿廓传动以及内齿轮铣削加工仍然是一个未知领域。本工作试图探索内啮合四圆弧齿廓传动设计以及成形铣削的一般理论基础。该研究可拓宽圆弧齿轮的应用范围,使之应用于行星齿轮传动等。论文在本课题组已有四圆弧齿廓齿轮的研究基础上,提出了四圆弧齿廓内啮合齿轮传动机构,主要工作有：四圆弧内啮合齿轮的齿廓设计、新设计的齿轮的啮合原理、四圆弧内啮合齿轮的成型铣刀设计及加工工艺的研究。 对于这种尚未研究过的新型齿轮,本文从外啮合单圆弧齿轮的齿廓设计入手,分析了外啮合双圆弧齿轮的齿廓设计、四圆弧齿轮的齿廓设计。基于这些经验,着手设计了单圆弧内啮合齿轮、双圆弧内啮合齿轮及四圆弧内啮合齿轮的齿廓设计,并提出了一套具体设计方法。每种齿轮的建模方法亦给予了详细阐述。为验证所设计齿轮齿廓的合理性,运用齿廓啮合基本定律对三种内啮合齿轮分别进行了分析验证,得到的结论是均符合齿廓啮合基本定律。进而着重对四圆弧内啮合齿轮的啮合特性进行了研究,计算出四圆弧内啮合齿轮的多点啮合系数、多对齿啮合系数及最小齿宽。 随着数控机床及其刀具的发展,高速成形铣削与成形磨齿精加工已经完全成熟的运用于渐开线齿轮的加工中。本文将此加工工艺运用于四圆弧齿轮内、外啮合的加工中。试图用已有的刀具对其进行粗加工,概因加工余量不均匀的弊端而被否定。工作重点遂集中于成形铣刀刃形之设计。针对铣刀设计,本文提出了临界线法的设计新思想。所设计的铣刀可为后续的磨齿提供最佳的磨削余量。 最后,本文对渐开线内啮合齿轮副与四圆弧齿廓内啮合齿轮副的性能进行了对比,主要比较内容是综合曲率半径及接触应力上的比较。数据显示四圆弧齿廓内啮合齿轮的综合曲率半径与渐开线内啮合齿轮的综合曲率半径大得多,其接触强度也较大。 由于圆弧齿廓内啮合齿轮传动研究文献极为稀少,至于四圆弧齿廓齿轮内啮合传动是本课题组首次提出,因而本论文所呈现之工作多为探索性内容。待后续更深入的理论工作和样机制作完成后,或能弥补本工作之不足。
【学位授予单位】：宁夏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH132.4;TG714

【参考文献】

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本文编号：1172495