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摆线锥齿啮合特性及加工装置的研究

韩晓丽  
【摘要】: 进动式减速机是一种新型减速机构,但由于作为其关键零部件摆线锥齿轮加工制造困难,成为制约进动式减速机广泛应用的主要因素。国内外对进动传动的研究主要集中于对锥齿轮齿廓的几何形状及其加工方法的研究。本文研究了摆线锥齿轮的啮合特性,并提出一种新的加工方法,对该加工装置进行了研究。 在论述进动啮合理论的基础上,建立了摆线锥齿轮啮合的数学模型,计算推导出空间球面上的齿形方程,为了更直观的研究齿形几何形状,通过坐标变换得出了法截面上的齿形方程,并分析了摆线锥齿轮的多齿啮合性。 根据摆线锥齿轮的加工装置的机构运动学原理,提出了一种实现新的范成加工方法的空间机构。根据该加工装置,确定了刀具的运动轨迹,推导出刀具锥面族包络面方程及刀具锥面族包络面在法截面上的投影方程。用计算机绘出由刀具包络出的齿形图。 根据已建立的啮合数学模型,在MATLAB系统平台上,编制M文件,绘制了法截面上的齿形图,并在此基础上进一步研究了加工装置的齿数、章动角、滚子的顶锥角和锥形齿的锥面角,这些啮合参数对齿廓形状影响的程度和倾向性。 基于摆线锥齿轮加工装置的机构简图,采用PROE wildfire 2.0对此加工装置的仿形杠杆进行三维仿真,并运用有限元分析软件ANSYS对其在加工时的受力情况、变形趋势进行了分析。而且分析了加工装置的刚度对齿轮误差的影响。并引入有限元分析的变形情况,比较了实际齿形与理论齿形的区别。


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