發(fā)布時間：2020-04-16 06:22

【摘要】： 擺線齒錐齒輪是大型、重型機(jī)械設(shè)備中傳遞相交軸運(yùn)動和動力的關(guān)鍵零件。目前,擺線齒錐齒輪的數(shù)控加工裝備及其數(shù)字化制造技術(shù)仍為德國Klingelnberg公司所擁有,而我國在該領(lǐng)域的研究尚處于起步階段。為了提高我國擺線齒錐齒輪數(shù)控加工裝備的自主創(chuàng)新能力以及擺線齒錐齒輪的數(shù)字化制造水平,本文對擺線齒錐齒輪的數(shù)控加工裝備及其數(shù)字化制造關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究,主要研究成果如下： 1、基于螺旋錐齒輪傳動的嚙合理論,對現(xiàn)有擺線齒錐齒輪切齒算法的不足之處進(jìn)行了改進(jìn)。通過設(shè)定相嚙合齒面在參考點處接觸橢圓的長軸長度,根據(jù)齒面參考點的曲率參數(shù),運(yùn)用迭代算法確定了外刀盤修正齒長曲率時的偏距EXB。通過控制外刀盤回轉(zhuǎn)中心的偏距EXF保證了輪齒的齒厚,避免了現(xiàn)有算法產(chǎn)生的螺旋角偏差和曲率偏差�；贙N3028、KN3030標(biāo)準(zhǔn)和改進(jìn)后的切齒算法,開發(fā)了計算機(jī)輔助設(shè)計軟件,并通過實例對軟件的計算結(jié)果進(jìn)行了驗證。 2、基于齒輪嚙合理論,建立了擺線齒錐齒輪的齒面方程以及齒面曲率參數(shù)的計算方法。根據(jù)大、小輪的齒面方程及齒面的曲率參數(shù),建立了擺線齒錐齒輪齒面接觸分析的方法,不僅可以分析齒輪副在理論安裝位置時的接觸情況,還可以得到齒輪副在齒面大端、中點、小端嚙合時的接觸區(qū)、傳動誤差曲線以及V、H調(diào)整量。通過實際的切齒加工實驗,驗證了切齒算法和齒面接觸分析方法的正確性。 3、基于擺線齒錐齒輪的齒面方程,給出了齒面各離散點在機(jī)床調(diào)整位置以及在展成加工位置時的徑矢和法矢的計算公式,并提出了一種精確計算展成起始和展成終止搖臺角的算法。此外,建立了一種齒形分析的方法,并分析了各種機(jī)床調(diào)整參數(shù)對齒形的影響規(guī)律及影響程度。在此基礎(chǔ)上,建立了一種修正齒形誤差的方法,根據(jù)測量數(shù)據(jù),可得到修正切齒加工誤差或補(bǔ)償熱處理變形的機(jī)床調(diào)整參數(shù)修正量。 4、基于擺線齒錐齒輪的數(shù)控加工原理,提出了一種新的刀具主軸結(jié)構(gòu),可實現(xiàn)外刀盤軸線偏距的調(diào)整以及外刀盤軸線偏置方向角的連續(xù)調(diào)整�；跀�(shù)控機(jī)床與機(jī)械式機(jī)床運(yùn)動變換的原理以及H1600K型數(shù)控機(jī)床的數(shù)控加工坐標(biāo)系,建立了擺線齒錐齒輪數(shù)控加工的數(shù)學(xué)模型。利用該數(shù)學(xué)模型以及數(shù)控系統(tǒng)的“電子齒輪”功能,可生成數(shù)控加工的程序代碼,進(jìn)而實現(xiàn)擺線齒錐齒輪的數(shù)控加工。 5、基于H1600K型數(shù)控擺線齒錐齒輪銑齒機(jī),提出了在機(jī)測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。針對CMM和齒輪測量中心測量小輪時存在的問題,提出了基于展成原理的齒形誤差在機(jī)測量方法,可利用小直徑測球的直測針無干涉地完成齒面的測量。給出了齒形誤差和齒輪分度精度的在機(jī)測量過程以及測量數(shù)據(jù)的處理方法�；贏utoCAD的二次開發(fā)功能,開發(fā)了仿真軟件,通過對比仿真測量結(jié)果和理論分析結(jié)果,驗證了在機(jī)測量原理的正確性。
【圖文】：

組建了幻ingelnberg一oerlikon集團(tuán))為代表的延伸外擺線等高齒齒制(也稱為Oerhkon齒制)，輪齒齒高沿分錐母線不變，利用端面銑刀盤采用連續(xù)分度法加工(也稱為端面滾齒法，F(xiàn)ace一hobbing)，如圖1一2所示，由于加工時利用刀傾刀轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行齒面修形，因此輪齒的齒線變異，但近似于延伸外擺線[21。由于輪齒的齒線為延伸外擺線，熱處理后不能磨齒，一般采用研齒工藝改善齒面的粗糙度，降低齒輪的傳動噪音。第三種是以德國柑ingelnberg公司為代表的延伸外擺線等高齒齒制(也稱為cycl。一Palloid齒制或心ingelnberg齒制)，利用分體式刀盤(two一 partcutterhead)采用連續(xù)分度法加工，輪齒齒線為延伸外擺線，齒輪熱處理后一般采用硬質(zhì)合金刀片進(jìn)行刮削來消除熱處理變形，提高齒輪的制造精度。刀盤轉(zhuǎn)動方向jJ盤轉(zhuǎn)動方向圖1一1單分度法加工圖l一2連續(xù)分度法加工Gleason齒制進(jìn)入我國較早

輪比較適合于大批量生產(chǎn)。1922年Klingeinberg公司設(shè)計制造了采用錐形螺旋滾刀、利用連續(xù)分度法加工準(zhǔn)漸開線齒錐齒輪(也稱為Pallnid齒制)的銑齒機(jī)床AFK150，如圖1一3所示。輪齒的齒線為準(zhǔn)漸開線，齒輪副對安裝誤差不敏感，具有很高的強(qiáng)度性能。但是，由于錐形螺旋滾刀的制造和刃磨非常困難，使這種加工方法的應(yīng)用受到了限制【‘281。1%4年，Klingeinberg公司推出了采用分體式端面銑刀盤、利用連續(xù)分度展成法加工擺線齒錐齒輪的AMK系列銑齒機(jī)床，輪齒的齒線為延伸外擺線，AMK系列機(jī)床具備硬齒面刮削功能，齒面硬度可達(dá)HRC58一62。Klingelnberg齒制的螺旋錐齒輪采用等高齒，基于平面產(chǎn)形輪原理切齒加工，刀具的齒形角便于標(biāo)準(zhǔn)化，，且同一刀盤可以覆蓋很大的加工范圍，刀盤的規(guī)格和數(shù)量較少
【學(xué)位授予單位】：中南大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號】：TH132.41

【引證文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 湯劍;于水琴;王志永;;擺線齒錐齒輪切齒加工仿真系統(tǒng)的研究[J];機(jī)電工程;2011年09期

2 許春香;鄔向偉;;擺線齒錐齒輪加工調(diào)整計算及程序開發(fā)[J];機(jī)械傳動;2012年09期

3 趙國慶;;刀傾法數(shù)控加工機(jī)床調(diào)整參數(shù)轉(zhuǎn)換分析[J];科技創(chuàng)業(yè)家;2012年14期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 武志斐;FSH錐齒輪傳動嚙合特性的理論與實驗研究[D];太原理工大學(xué);2012年

本文編號：2629484