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螺旋锥齿轮齿顶倒角加工技术研究

刘景成  
【摘要】: 螺旋锥齿轮是一种齿面曲线复杂并被用于传递回转运动的曲面齿轮,在传动过程中具有重叠系数大、承载能力高等诸多优点。然而由于螺旋锥齿轮沿齿长方向存在尖角而且传动过程中存在应力集中等问题,破坏螺旋锥齿轮副的正常啮合,因此有必要对螺旋锥齿轮进行倒角加工。又由于目前多数工厂对螺旋锥齿轮的倒角加工是以人工手动操作砂轮的方式实现,这种加工方式效率低、工人劳动强度大、加工精度无法保证。本文针对上述问题,提出螺旋锥齿轮齿顶倒角加工位姿计算方法,实现齿顶倒角加工自动化。本文所做的工作如下。 (1)研究了螺旋锥齿轮实体建模方法。本文通过分析螺旋锥齿轮实际加工过程,创建出不同加工工艺下螺旋锥齿轮的3D实体模型。 (2)推导出螺旋锥齿轮齿顶曲线方程。通过对螺旋锥齿轮加工过程进行分析,从理论上推导出螺旋锥齿轮齿顶曲线方程,并对所求解的方程进行验证。此外,本文还进步给出了螺旋锥齿轮齿顶倒角边界曲线的获取方法,为后续螺旋锥齿轮齿顶倒角加工奠定基础。 (3)提出螺旋锥齿轮齿顶倒角加工过程中刀具位姿的求解算法。通过对螺旋锥齿轮齿顶倒角加工刀具位姿进行研究,提出加工刀具中心位置以及刀倾角的计算方法。 (4)针对具体加工实例,利用Matlab对螺旋锥齿轮齿顶倒角加工过程进行仿真,并以图形化的形式对刀具位姿进行显示,从而验证本文中所提出的螺旋锥齿轮齿顶倒角加工算法。 (5)采用VB.NET语言对UG NX进行二次开发,创建螺旋锥齿轮齿顶倒角加工模块,实现螺旋锥齿轮三维实体自动建模、齿顶倒角边界曲线自动离散等,简化螺旋锥齿轮的造型以及倒角边界曲线的求解过程。


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