齒輪滾刀加工仿真及頂刃圓角優(yōu)化.pdf

1、齒輪傳動是機械領(lǐng)域一種重要的傳動方式，齒輪傳動往往具有傳動精度高、載荷大、傳動平穩(wěn)等特點。因此對齒輪及其加工刀具進(jìn)行更深入的研究是很有必要的。
　　滾刀是應(yīng)用最為廣泛的齒輪加工刀具之一。但由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，若采用傳統(tǒng)的設(shè)計方法，不僅效率低下，而且容易出錯。在滾刀的測試階段，若用實際制造的滾刀進(jìn)行加工試驗，會浪費大量的人力、物力和財力。
　　針對以上問題，本文以Visual Basic6.0為開發(fā)工具對AutoCAD2004進(jìn)行

2、二次開發(fā)，完成了齒輪滾刀的參數(shù)化建模，用戶只需要通過參數(shù)輸入界面輸入?yún)?shù)，系統(tǒng)會自動生成滾刀三維模型，提高了滾刀的設(shè)計效率。本文還開發(fā)了一套齒輪加工仿真系統(tǒng)，并對其仿真質(zhì)量的影響因素進(jìn)行了分析，結(jié)果表明周向進(jìn)給量的選取對仿真質(zhì)量影響較大；同時對其可行性進(jìn)行了驗證，驗證結(jié)果較理想。如果將設(shè)計完成的滾刀用該仿真系統(tǒng)進(jìn)行虛擬加工試驗，可以節(jié)省大量資源。
　　另外，通過對仿真系統(tǒng)加工出的齒輪分析，發(fā)現(xiàn)齒輪齒根部位的應(yīng)力大小與齒根過渡曲線的

3、曲率有關(guān)，而齒根過渡曲線的曲率又和滾刀頂刃圓角半徑有著直接關(guān)系。針對這一情況，本文對滾刀頂刃圓角進(jìn)行了優(yōu)化分析，最后對優(yōu)化的仿真系統(tǒng)加工出來的齒輪進(jìn)行了優(yōu)化驗證和干涉檢測。其結(jié)果表明：優(yōu)化效果良好且并未出現(xiàn)干涉現(xiàn)象。此處的優(yōu)化對提高齒輪使用壽命起到了一定作用。
　　本文的主要研究內(nèi)容包括以下三大塊：
　　1）查閱齒輪滾刀的相關(guān)文獻(xiàn)，弄清其加工原理、設(shè)計方法以及各個參數(shù)之間的關(guān)系。以VB6.0為開發(fā)工具，對AutoCAD200

4、4進(jìn)行二次開發(fā)，完成滾刀的參數(shù)化建模。
　　2）在完成滾刀參數(shù)建?；A(chǔ)上，開發(fā)一套滾刀加工齒輪的仿真系統(tǒng)。研究影響滾刀仿真加工系統(tǒng)質(zhì)量的因素，確定適當(dāng)?shù)倪M(jìn)給量。然后將仿真系統(tǒng)加工出的齒輪與標(biāo)準(zhǔn)齒輪進(jìn)行對比，驗證該仿真系統(tǒng)的仿真效果的優(yōu)劣。
　　3）借助仿真系統(tǒng)和有限元分析軟件，研究滾刀頂刃圓角半徑與被加工齒輪齒根最大彎曲應(yīng)力的關(guān)系。在此基礎(chǔ)上對滾刀頂弧圓角進(jìn)行優(yōu)化，并檢驗優(yōu)化效果。最后用Pro/E對優(yōu)化加工的齒輪進(jìn)行運動仿真