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弧齿锥齿轮全数控加工方法及其软件系统

卢明文  
【摘要】: 锥齿轮具有承载能力高、传动平稳、噪声小、结构紧凑等优点,是汽车后桥主传动的关键零件。其加工质量和传动性能对汽车整车性能具有较大的影响。锥齿轮传统切齿加工机床结构复杂,机床调整参数较多且调整不方便,影响了锥齿轮的加工精度,增加了加工成本,降低了锥齿轮的加工效率。而锥齿轮全数控切齿加工机床,简化传统机床复杂的结构,提高了机床的柔性、锥齿轮的加工效率及加工精度,同时简化了机床的操作。目前,我国在锥齿轮全数控加工技术方面落后于国外先进技术,并且在相关关键技术上受到封锁。因此,研究锥齿轮全数控加工方法及开发全数控辅助加工软件,解决我国锥齿轮全数控加工的关键技术问题,对加快我国全数控锥齿轮加工机床的国产化进程,提高我国锥齿轮加工的质量及加工效率具有重要意义。 本文针对锥齿轮的全数控加工特点,运用齿轮啮合理论,研究了齿坯参数的计算方法。根据求得的齿坯参数,运用局部共轭原理,研究了大轮展成法、大轮成形法、小轮刀倾法、小轮变性法等各种加工方法的调整计算原理。通过计算得到的齿坯参数和切齿调整参数,运用齿轮共轭接触理论,推导锥齿轮的齿面方程,计算了锥齿轮传动时的接触迹线、瞬时接触椭圆及传动误差,对分析锥齿副的加工质量具有重要的意义。研究了从传统机床模型到全数控机床模型的运动转换方法,并在此基础上建立了全数控锥齿轮运动控制模型。 运用VC++编程工具开发全数控锥齿轮辅助设计及加工软件,该软件能够实现锥齿轮齿坯参数计算、各种切齿调整方法的切齿调整计算、轮齿接触分析以及锥齿轮全数控加工刀位点生成等功能。利用生成的全数控加工刀位点,基于UG平台开发全数控锥齿轮加工仿真软件,实现了锥齿轮的全数控加工仿真。 运用本文开发的全数控锥齿轮加工辅助软件,对某汽车后桥锥齿轮副进行了齿坯计算、调整参数计算、接触分析计算及切齿仿真验证全数控方法加工方法的正确性和软件系统的可靠性。


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