余弦齒輪數(shù)控滾切加工理論研究.pdf

1、隨著對齒輪傳動性能要求的不斷提高，齒輪的修形技術(shù)及特殊齒輪的需求日益廣泛。目前，關(guān)于特殊齒輪齒廓的加工，多是先對刀具原型曲面作相應的修形，而后再按常規(guī)的齒輪共軛嚙合原理，對工件進行加工。隨著現(xiàn)代制造技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展，如何充分利用數(shù)控技術(shù)的柔性控制，主動控制刀具和工件間的成形切削運動關(guān)系來實現(xiàn)特殊齒輪的柔性加工已成為需要迫切解決的科技難題。
　　本文首先從相對運動學的觀點分析入手，總結(jié)了關(guān)于齒廓曲面的各種已有和可能有的加工方法

2、，運用空間嚙合理論和離散原理，研究余弦齒輪的數(shù)控滾切加工新方法，并編制相應軟件進行了加工仿真實驗。其次，深入研究了滾齒過程中產(chǎn)生干涉的機理，提出通過主動控制刀具沿其軸向、徑向的平移來避免切齒過程中多齒嚙合時產(chǎn)生的干涉現(xiàn)象，推證出了加工余弦齒輪時的四軸聯(lián)動控制方案。最后，在分析計算直齒余弦齒輪對刀點的基礎(chǔ)上，深入研究小錐度余弦齒輪對刀點的計算方法，綜合應用直齒余弦齒輪對刀點計算方法和小錐度余弦齒輪對刀點計算的一般算法，從優(yōu)化工藝路線的角度

3、分析、計算對刀點的坐標。研究結(jié)果表明:
　　(1)建立了機床與齒坯間的空間位置關(guān)系坐標系，得出了任意齒廓曲線包絡切削點的離散化數(shù)值表達公式，從而得出了余弦齒廓曲面聯(lián)動切齒包絡控制模型。對三組不同參數(shù)的單齒進行了仿真，結(jié)果與相同參數(shù)的理論齒廓完全相同。仿真實驗有力的驗證了余弦齒廓數(shù)控滾切成形運動控制模型的正確性。在不考慮切齒干涉的情況下，該結(jié)果為實際工況下的余弦齒輪加工提供了理論依據(jù)。
　　(2)通過分析數(shù)控滾齒機床幾個坐標軸

4、的運動，實現(xiàn)了刀具沿其軸向、徑向的平移，讓刀刃在滾齒過程中按所需的法向切齒量△ni產(chǎn)生一定量的“過切”或“欠切”，從而避免切齒過程中多齒嚙合時產(chǎn)生的干涉現(xiàn)象。通過分析計算，得到了當存在干涉情況時加工余弦齒輪的運動控制量的方程，主要控制量為:滾刀的徑向變位總量eni、滾刀的軸向正變位總量eti、滾刀的旋轉(zhuǎn)運動量θi和余弦齒輪的旋轉(zhuǎn)運動量Φi;通過控制各軸間的脈沖頻率的變化，即可實現(xiàn)不同類型齒輪的加工要求。
　　(3)綜合直齒余弦齒輪