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小模数弧齿锥齿轮粉末冶金成形齿面的设计与模具制作

刘高杰  
【摘要】:弧齿锥齿轮因其承载能力强,传动比大等优势,在相交轴传动件的行业内占据着非常重要的地位。小模数弧齿锥齿轮广泛应用于电动工具、缝纫设备等行业,市场需求量巨大。小模数弧齿锥齿轮由于尺寸小,小轮无法采用单面法加工以与双面法加工的大轮相配,而只能采用双面法加工,这种组合称之为双重双面法。但随着相关整机性能的不断提高,对小模数弧齿锥齿轮的啮合性能要求也越来越高。以往的小模数弧齿锥齿轮加工方法,加工周期虽短,但因其加工特点,无法满足齿面的良好啮合,无法单独控制配对齿面的啮合质量,从而齿面啮合不稳定、噪声大,啮合性能较差。 为了提高小模数弧齿锥齿轮的啮合性能。本文拟采用的加工方法为:小轮采用双面法铣齿,大轮的齿形由粉末冶金成形加工,即给定双面法小轮,基于齿轮啮合原理,构建具有良好啮合性能的配对大轮齿面,大轮用粉末冶金法批量生产。本文从以下几个方面进行了研究: 1基于局部综合法、TCA技术,设计大轮单面法、小轮双面法的加工参数,使得齿轮副的加工参数在理论上拥有较好的啮合性能,为两齿面精确传动创建理论依据。以一对齿轮为例,在满足特定啮合性能与齿面接触的基础之上,设计加工参数,并创建齿轮副的三维模型。 2根据齿轮副的加工参数,建立齿面加工坐标系。由刀具与被加工齿面间的位置与运动关系,得到齿面方程,构建齿面加工的数学模型。用TCA分析齿面的接触情况,运用UG中的数控模块模拟齿轮模具的加工轨迹,并生成加工代码。 3探讨了粉末冶金标准齿轮的加工方法,即在铣齿机上铣削和在五轴高精密数控加工中心上加工标准齿轮的方法。根据UG下的三维模型,选择在数控加工中心上加工出与三维模型相同的标准齿轮。 4标准齿轮的加工试验。受加工条件所限,改为加工中等模数的齿轮,根据齿轮齿形加工的工艺参数,由精确的三维齿面模型生成数控加工程序,在铣齿机上铣削出标准齿轮。并在齿轮检查机上对标准齿轮进行滚动检查,分析齿面接触状况。


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