發(fā)布時間：2017-07-18 18:12

  本文關(guān)鍵詞：正交變傳動比端曲面齒輪的加工方法

  更多相關(guān)文章： 非圓齒輪 面齒輪 變傳動比 數(shù)控加工 模態(tài)分析 增材制造

【摘要】：正交變傳動比端曲面齒輪副傳動是非圓齒輪與端曲面齒輪相互嚙合的一種新型齒輪傳動,該齒輪副傳動能傳遞相交軸間的運動與動力,并且具有變傳動比傳動的特點。目前,該齒輪副加工復(fù)雜,制約了該齒輪副的發(fā)展與應(yīng)用。因此,對端曲面齒輪副加工方法的研究具有非常重要的意義。本課題來源于國家自然科學(xué)基金項目(51275537),本文主要探索正交變傳動比端曲面齒輪副的加工制造方法與加工工藝,并通過齒面檢測試驗、對滾試驗、臺架試驗,驗證了該齒輪副的設(shè)計原理及加工方法的正確性。針對端曲面齒輪副加工問題,本文開展的主要研究工作如下:運用齒輪嚙合理論與共軛原理,齒輪設(shè)計理論,現(xiàn)代設(shè)計方法,研究了端曲面齒輪副的基本傳動原理,對端曲面齒輪根切進行了研究,利用VB與Solidworks混合編程,并運用ANSYS、matlab對該齒輪副進行了模態(tài)分析與特性分析,獲得了避免根切的條件、面齒輪無根切的最小內(nèi)徑,得到了該齒輪副的幾何模型、該模型前六階的固有頻率、傳動比特性、角位移特性及角速度特性等變化規(guī)律。利用空間齒輪傳動嚙合理論及多軸數(shù)控機床的基本原理,結(jié)合包絡(luò)法與銑削原理,先進制造技術(shù),工件定位與裝夾原理,齒面檢測原理,對滾試驗技術(shù)以及試驗臺測試系統(tǒng)理論,建立了刀具與非圓齒輪的空間坐標系、端曲面齒輪加工坐標系、齒頂圓角模型、接觸線模型、快速成型機加工模型以及數(shù)控加工模型,對增材制造加工端曲面齒輪毛坯以及五軸數(shù)控機床二次加工端曲面齒輪的工藝與方法進行了研究,通過對仿真加工模型的接觸線分析,對端曲面齒輪增材制造毛坯進行二次定位分析,對端曲面齒輪副進行包括齒距誤差、齒距累計誤差、齒形誤差檢測試、對滾試驗以及試驗臺試驗,推導(dǎo)了刀具到非圓齒輪的坐標變換矩陣、非圓齒輪齒面到端曲面齒輪齒面的坐標變換矩陣、過渡曲面方程以及加工過程中刀具的運動矩陣,建立了多軸數(shù)控機床加工端曲面齒輪的加工方法、沿接觸線加工端曲面齒輪的方法、增材制造與五軸數(shù)控混合加工端曲面齒輪的加工方法,獲得了齒輪副的偏切削模型以及齒面的誤差、接觸印痕與齒輪的各項運動特性數(shù)據(jù),驗證了端曲面齒輪副設(shè)計以及三種加工端曲面齒輪方法的正確性。
【關(guān)鍵詞】：非圓齒輪 面齒輪 變傳動比 數(shù)控加工 模態(tài)分析 增材制造
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH132.41
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-9
• 1 緒論9-13
• 1.1 研究背景及研究意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3 主要研究內(nèi)容12
• 1.4 本章小結(jié)12-13
• 2 端曲面齒輪基本理論13-19
• 2.1 基本傳動原理13
• 2.2 齒面方程13-15
• 2.2.1 面齒輪的齒面13-14
• 2.2.2 過渡曲面14-15
• 2.3 根切現(xiàn)象的研究15-18
• 2.3.1 避免根切的條件15-17
• 2.3.2 無根切的最小內(nèi)徑17-18
• 2.4 本章小結(jié)18-19
• 3 端曲面齒輪幾何建模與特性分析19-33
• 3.1 齒輪幾何建模19-24
• 3.1.1 齒輪幾何建模軟件設(shè)計19
• 3.1.2 刀具三維模型的建立19-20
• 3.1.3 面齒輪輪坯的建立20-21
• 3.1.4 仿真加工21-23
• 3.1.5 齒面光滑處理23-24
• 3.2 運動學(xué)特性分析24-26
• 3.2.1 傳動比特性24-25
• 3.2.2 面齒輪角位移特性25
• 3.2.3 面齒輪的角速度特性25-26
• 3.3 模態(tài)特性分析26-31
• 3.3.1 模態(tài)分析的理論基礎(chǔ)及步驟26-28
• 3.3.2 非圓齒輪的模態(tài)分析28-30
• 3.3.3 端曲面齒輪的模態(tài)分析30-31
• 3.4 本章小結(jié)31-33
• 4 端曲面齒輪多軸數(shù)控加工方法33-51
• 4.1 三軸數(shù)控加工方法33-39
• 4.1.1 加工原理33-34
• 4.1.2 三軸數(shù)控加工齒面模型34-35
• 4.1.3 三軸數(shù)控機床模型35-36
• 4.1.4 加工刀具選擇36-37
• 4.1.5 數(shù)控軸加工幾何關(guān)系37-38
• 4.1.6 加工試驗38-39
• 4.2 五軸數(shù)控加工方法39-49
• 4.2.1 五軸數(shù)控加工齒面模型39
• 4.2.2 五軸數(shù)控加工原理39-43
• 4.2.3 五軸數(shù)控機床模型43
• 4.2.4 范成法的銑削模型分析43-44
• 4.2.5 刀具路徑規(guī)劃44-46
• 4.2.6 加工試驗46-49
• 4.3 本章小結(jié)49-51
• 5 端曲面齒輪增材制造與五軸數(shù)控混合加工方法51-69
• 5.1 端曲面齒輪標準齒面模型51-53
• 5.2 增材制造加工數(shù)學(xué)模型53-55
• 5.2.1 增材制造齒面模型53
• 5.2.2 增材制造原理53-54
• 5.2.3 制造前處理54-55
• 5.3 增材制造加工55-60
• 5.3.1 增材制造加工模型55-56
• 5.3.2 增材制造加工坐標系56-57
• 5.3.3 增材加工工藝過程57-58
• 5.3.4 增材制造加工誤差分析58-60
• 5.4 五軸數(shù)控二次加工60-67
• 5.4.1 非圓齒輪二次裝夾：60-61
• 5.4.2 二次裝夾61-62
• 5.4.3 定位誤差分析62-63
• 5.4.4 五軸數(shù)控二次加工原理63-64
• 5.4.5 加工工藝過程64-67
• 5.5 三軸、五軸數(shù)控加工、增材制造、混合加工方法對比67-68
• 5.6 本章小結(jié)68-69
• 6 端曲面齒輪副試驗研究69-83
• 6.1 齒面檢測試驗69-75
• 6.1.1 齒面檢測理論69-70
• 6.1.2 三軸數(shù)控加工齒面檢測70-71
• 6.1.3 五軸數(shù)控加工齒面檢測71-73
• 6.1.4 混合加工齒面檢測73-75
• 6.2 對滾試驗75-78
• 6.2.1 三軸數(shù)控加工對滾試驗75
• 6.2.2 五軸數(shù)控加工對滾試驗75-76
• 6.2.3 混合加工對滾試驗76-78
• 6.3 試驗臺試驗78-82
• 6.3.1 試驗原理78-79
• 6.3.2 試驗儀器及試驗臺79-80
• 6.3.3 試驗方案80
• 6.3.4 試驗數(shù)據(jù)處理及試驗結(jié)果80-82
• 6.4 本章小結(jié)82-83
• 7 結(jié)論與展望83-85
• 7.1 結(jié)論83-84
• 7.2 展望84-85
• 致謝85-87
• 參考文獻87-91
• 附錄91
• A. 作者在攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文目錄91
• B. 作者在攻讀學(xué)位期間參加的科研項目目錄91

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本文編號：559080