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小模数弧齿锥齿轮精密啮合的理论与应用技术研究

发布时间:2018-04-05 08:56

  本文选题:小模数 切入点:三维建模 出处:《河南科技大学》2012年硕士论文


【摘要】:鉴于弧齿锥齿轮传动平稳、强度高的优势,其在高速、重载的相交轴主运动的领域内具有不可替代的作用。但是,对于大、小轮通常均采用双重双面法加工的小模数弧齿锥齿轮,齿面啮合质量却难以控制,从根本上限制了其传动性能的提高。 为改善小模数弧齿锥齿轮的生产现状,本文提出了一种新的加工组合方法:小轮采用传统的双面法展成加工,大轮采用单面法加工,控制单面法大轮的两齿面分别与双面法小轮的两齿面相配,提高齿轮副的齿面啮合质量。针对以上加工组合,设计齿面良好啮合的加工参数,研究了基于该加工参数的小模数弧齿锥齿轮建模技术,以及小模数弧齿锥齿轮模具法加工应用技术,如粉末冶金、精锻、注塑等。本文的主要研究内容和结论如下: 1.研究了小模数弧齿锥齿轮展成加工的齿面啮合理论与加工参数设计技术。在常规方法的理论基础上,根据局部共轭原理、局部综合法,研究了新方法下小模数弧齿锥齿轮的啮合原理与加工技术,得到了两齿面精确传动的理论依据;以一对齿轮副为例,确定了齿轮副的基本几何参数;根据齿轮副的展成原理,设计了满足特定啮合性能与齿面接触的加工参数;利用TCA技术,验证了加工参数,并对齿面接触情况进行了数值仿真研究;根据仿真结果,调整局部综合计算的预置参数,实现了对接触区的预控. 2.研究了小模数弧齿锥齿轮的三维建模技术。根据加工参数,开发了适宜模具法制作大轮的齿形判断与齿面几何计算程序,得到了齿面点三维坐标的计算程序;由三维点坐标,在UG的环境下,建立了铣齿加工的数学模型,实现了齿轮副的三维模型创建。 3.研究了基于三维建模技术的齿面接触分析技术。分析了齿形情况,包括根切、干涉、齿顶变尖、轮齿收缩等;检验了齿轮副接触区的形状,并对接触齿面的应力分布情况进行了仿真分析。 4.研究了模具的建模、加工与修整技术。基于齿轮副的加工参数,实现了大轮模具的精确建模;研究了当直接采用数控加工中心铣削模具型腔有困难时,采用电火花加工的加工适宜条件;鉴于小模数弧齿锥齿轮大轮锥角大的原因,分析了直接在数控加工中心上用球头刀铣出模具型腔的加工技术,为实现了大轮模具齿形的精密加工奠定了基础;由于模具法加工需要反复修整模具,采用了重新调整接触区来修整模具的理论依据与方法,得到新的加工参数,,从而,重新生成模具齿形,实现了接触区的修整。
[Abstract]:In view of the advantages of smooth and high strength of spiral bevel gear transmission, it plays an irreplaceable role in the field of main motion of high speed and heavy load intersecting shaft.However, the meshing quality of small modulus arc bevel gears, which are usually machined by double-sided method for large and small wheels, is difficult to control, which limits the improvement of transmission performance fundamentally.In order to improve the production status of small modulus arc bevel gear, a new machining combination method is put forward in this paper: small wheel is produced by traditional double-sided method, and large wheel is processed by one-sided method.In order to improve the quality of tooth surface meshing of the gear pair, the two tooth surfaces of the control single-sided large wheel are matched with the two tooth surfaces of the double-sided small wheel respectively.In view of the above machining combination, the machining parameters with good meshing of tooth surface are designed, and the modeling technology of small modulus arc bevel gear based on the machining parameters is studied, as well as the application technology of small modulus arc bevel gear die processing, such as powder metallurgy, precision forging, etc.Injection molding, etc.The main contents and conclusions of this paper are as follows:1.The meshing theory of tooth surface and the design technology of machining parameters for small modulus arc bevel gear are studied in this paper.Based on the theory of conventional method, the meshing principle and machining technology of small modulus arc bevel gear under the new method are studied according to the local conjugate principle and local synthesis method, and the theoretical basis for accurate transmission of two tooth surfaces is obtained.Taking a pair of gear pairs as an example, the basic geometric parameters of the gear pair are determined. According to the generating principle of the gear pair, the machining parameters satisfying the specific meshing performance and the tooth surface contact are designed, and the machining parameters are verified by using TCA technology.According to the simulation results, the preset parameters of the local synthesis calculation are adjusted to realize the pre-control of the contact area.2.The three-dimensional modeling technology of small modulus arc bevel gear is studied.According to the machining parameters, the program of tooth shape judgment and tooth surface geometry calculation for large wheel made by suitable die method is developed, and the calculation program of 3D coordinate of tooth surface point is obtained, and the mathematical model of tooth milling machining is established by 3D point coordinate under UG environment.The establishment of three-dimensional model of gear pair is realized.3.The tooth surface contact analysis technology based on three-dimensional modeling technology is studied.The profile of the gear is analyzed, including root cutting, interference, tip sharpening, gear shrinkage, etc. The shape of the contact area of the gear pair is examined, and the stress distribution of the contact tooth surface is simulated and analyzed.4.The modeling, machining and dressing technology of die are studied.Based on the machining parameters of gear pair, the accurate modeling of large wheel die is realized, and the suitable conditions of EDM are studied when it is difficult to directly use NC machining center milling die cavity.In view of the large cone angle of small modulus arc bevel gear, the machining technology of milling out die cavity with ball cutter directly on NC machining center is analyzed, which lays a foundation for the precision machining of large wheel tooth profile.Because the mold needs to be trimmed repeatedly, the theory and method of adjusting the contact area to trim the mould are adopted, and the new machining parameters are obtained. Thus, the tooth profile of the mould is regenerated and the dressing of the contact zone is realized.
【学位授予单位】:河南科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TH132.41

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本文编号:1714059


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