本文關(guān)鍵詞：蝸線型非圓齒輪參數(shù)化設(shè)計與虛擬加工技術(shù)研究

  更多相關(guān)文章： 蝸線型齒輪 嚙合理論 參數(shù)化設(shè)計 刀具軌跡 虛擬加工

【摘要】：齒輪是機(jī)械傳動中最常用的傳動機(jī)構(gòu)之一,主要用于傳遞兩軸間的回轉(zhuǎn)運動。目前,在齒輪傳動場合應(yīng)用最為廣泛的是普通圓柱齒輪,但隨著現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展,圓柱齒輪已不能滿足現(xiàn)有傳動要求,故非圓齒輪便應(yīng)運而生。蝸線型齒輪作為一種節(jié)曲線向徑按余弦規(guī)律變化的新型非圓齒輪,具有其他非圓齒輪機(jī)構(gòu)不可替代的優(yōu)點,因此,有必要對其參數(shù)化設(shè)計及數(shù)控加工問題作進(jìn)一步研究,以縮短設(shè)計周期、提高加工精度、拓展應(yīng)用范圍。為此,本課題以蝸線型齒輪為研究對象,通過對蝸線型齒輪副嚙合理論的研究與分析,對其節(jié)曲線進(jìn)行了參數(shù)化設(shè)計及建模,同時結(jié)合成形砂輪磨削理論與蝸線型齒輪工藝分析編制了數(shù)控加工程序,并通過虛擬仿真進(jìn)一步驗證了程序的正確性及加工方案的可行性。首先,基于蝸線型齒輪副的節(jié)曲線數(shù)學(xué)模型,分析了其曲率半徑、封閉性、凹凸性等問題,利用Matlab GUI模塊對節(jié)曲線設(shè)計進(jìn)行了參數(shù)化建模,實現(xiàn)了蝸線型齒輪副節(jié)曲線及其相應(yīng)傳動比曲線的實時呈現(xiàn),并以“折算齒形法”為理論依據(jù),完成了齒廓的三維建模。其次,針對蝸線型齒輪磨削加工問題,以磨齒加工原理為基礎(chǔ),提出了用成形砂輪磨削蝸線型齒輪的方法;通過對蝸線型齒輪加工工藝分析,確定了走刀路線、坐標(biāo)系、安全平面及切削用量等參數(shù),完成了刀具軌跡編制,經(jīng)后置處理生成了磨削加工G代碼;通過UG刀具軌跡檢查功能驗證了走刀路線,生成了刀具軌跡檢查日志文件。最后,為了驗證加工方案的合理性和程序的正確性,以VERICUT軟件為仿真平臺,通過虛擬磨齒機(jī)本體搭建、機(jī)床參數(shù)設(shè)定、運動軸坐標(biāo)分析、控制系統(tǒng)加載及添加程序等過程對蝸線齒輪磨削加工進(jìn)行仿真,對過切、欠切等問題進(jìn)行了分析與校驗;通過對蝸線型齒輪成形磨削常見缺陷進(jìn)行分析并給出了解決方案。通過上述研究,建立了蝸線型齒輪副節(jié)曲線參數(shù)化設(shè)計系統(tǒng),提出并驗證了成形砂輪磨削蝸線型齒輪的可行性,為其磨削加工提供了較為完善的理論依據(jù),對一般非圓齒輪,乃至圓齒輪的設(shè)計與虛擬加工也具有一定參考價值。
【關(guān)鍵詞】：蝸線型齒輪 嚙合理論 參數(shù)化設(shè)計 刀具軌跡 虛擬加工
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH132.41;TG616
【目錄】：

• 摘要8-9
• Abstract9-14
• 第1章 緒論14-21
• 1.1 課題的研究意義14
• 1.2 非圓齒輪傳動技術(shù)的研究現(xiàn)狀及特點14-17
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀14-15
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀15-16
• 1.2.3 非圓齒輪的特點16-17
• 1.3 蝸線型齒輪的研究現(xiàn)狀及應(yīng)用狀況17-18
• 1.3.1 蝸線型齒輪的研究現(xiàn)狀17
• 1.3.2 蝸線型齒輪的應(yīng)用17-18
• 1.4 蝸線型齒輪的制造技術(shù)18-19
• 1.5 齒輪虛擬加工技術(shù)概述19
• 1.6 本課題的研究內(nèi)容19-20
• 1.7 本章小結(jié)20-21
• 第2章 蝸線型齒輪理論基礎(chǔ)21-32
• 2.1 非圓齒輪的基本理論21-24
• 2.1.1 非圓齒輪的節(jié)曲線和傳動比21-22
• 2.1.2 非圓齒輪節(jié)曲線封閉的條件22-23
• 2.1.3 非圓齒輪的曲率半徑及凹凸性校驗23-24
• 2.1.4 非圓齒輪的根切校驗24
• 2.2 蝸線型齒輪的嚙合理論和傳動特性24-28
• 2.2.1 蝸線型齒輪的定義及性質(zhì)24-25
• 2.2.2 蝸線型齒輪的節(jié)曲線方程25-27
• 2.2.3 蝸線型齒輪副的傳動比27
• 2.2.4 蝸線型齒輪副的凸性校驗27-28
• 2.3 蝸線型齒輪副齒廓設(shè)計理論28-31
• 2.3.1 解析法28-29
• 2.3.2 折算齒形法29-31
• 2.4 本章小結(jié)31-32
• 第3章 蝸線型齒輪參數(shù)化設(shè)計與建模32-39
• 3.1 MATLAB GUI模塊簡介32
• 3.2 蝸線型齒輪節(jié)曲線參數(shù)化設(shè)計系統(tǒng)的實現(xiàn)32-34
• 3.2.1 系統(tǒng)模板設(shè)計33
• 3.2.2 函數(shù)設(shè)計與實現(xiàn)33-34
• 3.2.3 實例分析34
• 3.3 蝸線型齒輪副齒廓設(shè)計34-38
• 3.3.1 蝸線型齒輪副曲率半徑的計算34-35
• 3.3.2 蝸線型齒輪齒廓繪制35-36
• 3.3.3 齒根過渡曲線的設(shè)計36-37
• 3.3.4 蝸線齒廓的三維模型37-38
• 3.4 本章小結(jié)38-39
• 第4章 蝸線型齒輪的CAM技術(shù)分析39-50
• 4.1 UG NX8.0 主要功能簡介39
• 4.2 非圓齒輪磨削原理39-40
• 4.3 蝸線型齒輪的工藝分析40-43
• 4.3.1 蝸線型齒輪的材料選擇40-41
• 4.3.2 刀具確定41
• 4.3.3 設(shè)計仿真機(jī)床41-42
• 4.3.4 毛坯及夾具體設(shè)計42-43
• 4.4 刀具軌跡的創(chuàng)建43-47
• 4.4.1 CAM環(huán)境設(shè)置44-45
• 4.4.2 創(chuàng)建父節(jié)點組45
• 4.4.3 設(shè)置加工坐標(biāo)系及安全平面45-46
• 4.4.4 刀軌生成及過切校驗46-47
• 4.5 后置處理47-48
• 4.6 本章小結(jié)48-50
• 第5章 基于VERICUT的蝸線型齒輪虛擬加工50-63
• 5.1 VERICUT軟件簡介50
• 5.2 虛擬加工的目標(biāo)及流程50-51
• 5.3 構(gòu)建虛擬加工環(huán)境51-55
• 5.3.1 組件與組件樹51-52
• 5.3.2 虛擬磨齒機(jī)的組建52-53
• 5.3.3 夾具體及毛坯的組建53-54
• 5.3.4 刀具組建54-55
• 5.4 虛擬磨齒機(jī)系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置55-60
• 5.4.1 配置控制系統(tǒng)文件55-56
• 5.4.2 加載刀具軌跡文件56
• 5.4.3 設(shè)置坐標(biāo)系和G-代碼偏置56-58
• 5.4.4 設(shè)置機(jī)床運動參數(shù)58-60
• 5.5 磨削過程仿真及分析60-62
• 5.5.1 機(jī)床仿真60-61
• 5.5.2 仿真結(jié)果分析61
• 5.5.3 蝸線型齒輪磨削加工常見缺陷分析61-62
• 5.6 本章小結(jié)62-63
• 總結(jié)與展望63-65
• 總結(jié)63
• 工作展望63-65
• 參考文獻(xiàn)65-69
• 致謝69-70
• 附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄70

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉永平;余俊;張慶飛;章慧成;;基于齒廓法線法的蝸線齒輪齒廓設(shè)計[J];機(jī)械制造;2016年01期

2 劉永平;王鵬;縣喜龍;張世一;;Pascal蝸線型齒輪齒廓設(shè)計[J];機(jī)械傳動;2015年03期

3 孫新城;葉軍;陳建能;吳加偉;李健;;高階變性巴斯噶蝸線非圓齒輪傳動特性分析[J];浙江理工大學(xué)學(xué)報;2015年03期

4 任廷志;劉大偉;賁紅艷;;蝸線齒輪副的設(shè)計與傳動[J];機(jī)械設(shè)計;2013年01期

5 劉永平;孟鵬飛;;巴斯噶蝸線型齒輪的嚙合特性及數(shù)字制造技術(shù)研究[J];制造技術(shù)與機(jī)床;2011年12期

6 李建剛;俞春華;王琳;谷鵬;李澤湘;;基于VERICUT非圓齒輪磨齒虛擬加工研究[J];機(jī)械傳動;2010年02期

7 艾建軍;劉建敏;許東太;;五軸數(shù)控加工中心UG NX后處理研究[J];煤礦機(jī)械;2010年02期

8 劉蓓華;;虛擬制造技術(shù)在我國的發(fā)展現(xiàn)狀及策略研究[J];商場現(xiàn)代化;2009年04期

9 蒲太平;唐進(jìn)元;;基于CATIAV5的圓柱齒輪虛擬加工研究[J];系統(tǒng)仿真學(xué)報;2008年16期

10 王學(xué)惠;馮明軍;劉世成;;基于VERICUT的虛擬機(jī)床建模與應(yīng)用[J];組合機(jī)床與自動化加工技術(shù);2008年07期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 熊越東;基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的螺旋錐齒輪CNC加工仿真理論與方法研究[D];天津大學(xué);2005年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 宋志超;基于帕斯卡蝸線齒輪水稻缽苗移栽機(jī)構(gòu)的設(shè)計及優(yōu)化[D];東北農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

2 朱墨;非圓齒輪參數(shù)化設(shè)計及自動編程系統(tǒng)開發(fā)[D];蘭州理工大學(xué);2013年

3 趙巍;非圓齒輪磨床控制系統(tǒng)的開發(fā)與研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

4 谷鵬;基于VERICUT的非圓齒輪磨床加工仿真系統(tǒng)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2009年

5 薛德余;螺旋錐齒輪虛擬加工系統(tǒng)的研究[D];山東大學(xué);2005年

6 王淑杰;非圓齒輪傳動的快速優(yōu)化設(shè)計[D];合肥工業(yè)大學(xué);2005年

，

本文編號：611520