雙圓弧弧齒錐齒輪傳動嚙合特性的研究.pdf

1、雙圓弧弧齒錐齒輪是將雙圓弧齒形應(yīng)用在弧齒錐齒輪上的一種新技術(shù)，其特點是在齒長方向和齒高方向，均為凸、凹齒廓相嚙合，因此與一般的弧齒錐齒輪相比，它具有承載能力高、使用壽命長的優(yōu)點，這已被產(chǎn)品試驗結(jié)果所證實。然而由于雙圓弧弧齒錐齒輪齒面幾何復(fù)雜，研究者較少且不深入等原因，限制了它在我國的使用推廣。對雙圓弧弧齒錐齒輪傳動嚙合性能進行仿真分析是深入研究雙圓弧弧齒錐齒輪嚙合特性的有效手段。因此本文從雙圓弧弧齒錐齒輪嚙合理論出發(fā)，利用線圖法、齒面接

2、觸分析(Tooth Contact Analysis，TCA)以及虛擬仿真加工等計算機仿真方法和試驗手段，對雙圓弧弧齒錐齒輪的傳動嚙合特性進行了研究，為其進一步研究、應(yīng)用和推廣打下必要的基礎(chǔ)。本文的主要研究成果及創(chuàng)新點如下：
　　 ⑴根據(jù)雙圓弧弧齒錐齒輪切齒加工原理，進行了雙圓弧弧齒錐齒輪的切齒嚙合分析，應(yīng)用運動學(xué)法建立了切齒嚙合過程中的大、小輪產(chǎn)形輪齒面方程、嚙合線方程以及雙圓弧弧齒錐齒輪的齒面方程表達式。
　　 ⑵根

3、據(jù)弧齒錐齒輪重合度的定義，給出了雙圓弧齒廓弧齒錐齒輪重合度的定義；首次采用線圖法分析了其嚙合過程，建立了雙圓弧齒廓弧齒錐齒輪重合度、多點接觸系數(shù)和多對齒接觸系數(shù)計算方法；給出了雙圓弧弧齒錐齒輪連續(xù)傳動的條件。通過線圖法可以直觀展示輪齒嚙合的交替過程，對雙圓弧弧齒錐齒輪的傳動設(shè)計、強度計算、齒輪幾何參數(shù)的合理選擇計算以及深入研究其傳動性能，具有重要意義。
　　 ⑶根據(jù)TCA分析原理，首次建立了適合于雙圓弧弧齒錐齒輪的齒面接觸分析方

4、法；分析了雙圓弧弧齒錐齒輪幾何特性，并應(yīng)用混合編程方法編制了仿真分析程序；程序中實現(xiàn)了雙圓弧弧齒錐齒輪接觸點位置、接觸橢圓大小、齒面接觸區(qū)以及傳動誤差曲線等有關(guān)圖形的輸出。為雙圓弧弧齒錐齒輪的設(shè)計提供了有效的手段和方法。
　　 ⑷根據(jù)雙圓弧弧齒錐齒輪加工原理，以格里森制銑齒機為對象，首次提出了適用于雙圓弧弧齒錐齒輪加工的傳統(tǒng)機械式銑齒機調(diào)整參數(shù)轉(zhuǎn)換為數(shù)控銑齒機加工調(diào)整參數(shù)的方法及轉(zhuǎn)換公式；編寫了機床各運動軸參數(shù)的求解程序，實現(xiàn)了

5、數(shù)控(Numerical Control，NC)程序的生成；應(yīng)用Pro/Engineer(Pro/E)和數(shù)控加工仿真系統(tǒng)VERICUT 建立了雙圓弧弧齒錐齒輪仿真加工模型，包括機床模型、機床控制器、刀具模型以及齒坯實體模型等；完成了雙圓弧弧齒錐齒輪的仿真加工和切齒試驗，取得了較好的效果。
　　 ⑸分析了各種單項安裝誤差對雙圓弧弧齒錐齒輪嚙合質(zhì)量的影響。利用TCA 技術(shù)分析驗證了本文提出的重合度計算公式的正確性，仿真結(jié)果與試驗表明