余弦齒輪數(shù)控滾切加工理論研究.pdf

1、隨著對(duì)齒輪傳動(dòng)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(duì)刀具原型曲面作相應(yīng)的修形，而后再按常規(guī)的齒輪共軛嚙合原理，對(duì)工件進(jìn)行加工。隨著現(xiàn)代制造技術(shù)和計(jì)算機(jī)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(dòng)控制刀具和工件間的成形切削運(yùn)動(dòng)關(guān)系來實(shí)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(duì)運(yùn)動(dòng)學(xué)的觀點(diǎn)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(yùn)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(yīng)軟件進(jìn)行了加工仿真實(shí)驗(yàn)。其次，深入研究了滾齒過程中產(chǎn)生干涉的機(jī)理，提出通過主動(dòng)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(shí)產(chǎn)生的干涉現(xiàn)象，推證出了加工余弦齒輪時(shí)的四軸聯(lián)動(dòng)控制方案。最后，在分析計(jì)算直齒余弦齒輪對(duì)刀點(diǎn)的基礎(chǔ)上，深入研究小錐度余弦齒輪對(duì)刀點(diǎn)的計(jì)算方法，綜合應(yīng)用直齒余弦齒輪對(duì)刀點(diǎn)計(jì)算方法和小錐度余弦齒輪對(duì)刀點(diǎn)計(jì)算的一般算法，從優(yōu)化工藝路線的角度

3、分析、計(jì)算對(duì)刀點(diǎn)的坐標(biāo)。研究結(jié)果表明:
　　(1)建立了機(jī)床與齒坯間的空間位置關(guān)系坐標(biāo)系，得出了任意齒廓曲線包絡(luò)切削點(diǎn)的離散化數(shù)值表達(dá)公式，從而得出了余弦齒廓曲面聯(lián)動(dòng)切齒包絡(luò)控制模型。對(duì)三組不同參數(shù)的單齒進(jìn)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(shí)驗(yàn)有力的驗(yàn)證了余弦齒廓數(shù)控滾切成形運(yùn)動(dòng)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(shí)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(jī)床幾個(gè)坐標(biāo)軸

4、的運(yùn)動(dòng)，實(shí)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(shí)產(chǎn)生的干涉現(xiàn)象。通過分析計(jì)算，得到了當(dāng)存在干涉情況時(shí)加工余弦齒輪的運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)量θi和余弦齒輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)量Φi;通過控制各軸間的脈沖頻率的變化，即可實(shí)現(xiàn)不同類型齒輪的加工要求。
　　(3)綜合直齒余弦齒輪