曲齒錐齒輪（包括弧齒錐齒輪、擺線錐齒輪與曲齒內(nèi)錐齒輪）在汽車、工程機(jī)械、直升機(jī)、船舶、港口機(jī)械等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用,國內(nèi)市場對(duì)高品質(zhì)曲齒錐齒輪的需求量很大,傳統(tǒng)的“五刀法”由于加工效率及精度低正逐漸被淘汰。近十年,“兩刀法”從發(fā)達(dá)國家引入我國,但由于我國的輪坯材質(zhì)控制與等溫正火處理技術(shù)與國外差距較大,導(dǎo)致刀具消耗嚴(yán)重,進(jìn)口設(shè)備購置成本高進(jìn)一步加劇了制齒成本,難以滿足車輛和工程機(jī)械用曲齒錐齒輪大批量、低成本的市場需求。相比之下,四刀法更適合我國國情,粗精切分開,粗切在國產(chǎn)銑齒機(jī)上使用低價(jià)刀具加工,僅以較少余量留給精切,有效緩解了刀具消耗,進(jìn)而降低了制齒成本。本文針對(duì)四刀法粗切加工中的進(jìn)給速度優(yōu)化、粗精切齒面匹配、加工參數(shù)優(yōu)化與曲齒內(nèi)錐齒輪高效加工等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究,探索適合中國國情的曲齒錐齒輪高效率、低消耗粗切加工方法。論文主要研究內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)如下:（1）開展了弧齒錐齒輪成形法粗切加工切削力與切齒效率研究,確定瞬時(shí)切削深度與厚度的計(jì)算方法,實(shí)時(shí)判斷工作刀齒數(shù)量與刀齒類別。利用斜角切削理論完成了多刀齒切削力的計(jì)算,構(gòu)建了等切削力計(jì)算理論,在有限元數(shù)值模擬切削力的基礎(chǔ)上進(jìn)行了成形切削力采集實(shí)驗(yàn),... 

【文章來源】：西北工業(yè)大學(xué)陜西省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：143 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

弧齒錐齒輪和擺線錐齒輪的收縮形式

端面滾切對(duì)應(yīng)的是延伸外擺線齒線，兩條曲線的特性使得粗切齒面與精切齒面之必然存在較大的初始誤差，如何減小兩齒面之間的誤差，在減小精切余量的同時(shí)，進(jìn)步降低精切刀具消耗，這是阻礙四刀法實(shí)施的又一關(guān)鍵因素。鑒于此，本文把四刀法加工曲齒錐齒輪中的粗切加工作為主要研究對(duì)象，對(duì)粗切工中的切削力計(jì)算、進(jìn)給速度控制、齒面修正、加工參數(shù)優(yōu)化等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究，索適合中國國情的曲齒錐齒輪四刀法加工的關(guān)鍵技術(shù)。1.2 曲齒錐齒輪齒面成形技術(shù)研究現(xiàn)狀從第一臺(tái)曲齒錐齒輪銑齒機(jī)床問世開始算起，曲齒錐齒輪已經(jīng)經(jīng)歷了上百年的發(fā)歷程，加工機(jī)床從全機(jī)械式演變成了六軸全數(shù)控式，加工技術(shù)從五刀法轉(zhuǎn)變成了全工法，齒面修正技術(shù)從局部控制發(fā)展成了全齒面控制。時(shí)至今日，格里森公司的鳳凰二銑齒機(jī)和克林貝格公司的 C 系列銑齒機(jī)（如圖 1-2 所示）及兩種機(jī)床的配套設(shè)施與軟代表著最先進(jìn)的曲齒錐齒輪成套加工技術(shù)，但是兩家公司技術(shù)保密，行業(yè)內(nèi)人員難于曉其核心技術(shù)。即便如此，由于技術(shù)保密的理念與曲齒錐齒輪向前發(fā)展的歷史潮流相悖大批專家與學(xué)者依然紛紛投入到曲齒錐齒輪的研發(fā)當(dāng)中。

圖 1-3 Ease off 拓?fù)鋬?yōu)化模塊界面錐齒輪齒面設(shè)計(jì)與加工修正對(duì)于科研與生產(chǎn)來說意義重大，齒面的面誤差優(yōu)化與檢驗(yàn)測量設(shè)備的開發(fā)始終被相關(guān)學(xué)者和企業(yè)所重視。面設(shè)計(jì)修正方面，F(xiàn)uentes[125]采用局部分析和 TCA 技術(shù)來預(yù)置傳動(dòng)方向，從理論上降低齒輪副噪音與裝配誤差敏感性。Stadtfeld[126-127]基面綜合誤差修正技術(shù)，針對(duì)小輪提出單面修正加工模式。隨后，基用通用運(yùn)動(dòng)模型提出了極限運(yùn)動(dòng)模式來修正齒面，遺憾的是并沒有[128]提出了適合于端面銑削和端面滾切的通用數(shù)學(xué)模型，基于該模建了刀具修形與齒面設(shè)計(jì)修正理論。Artoni[129]建立了非線性最小二基于置信區(qū)間控制策略，結(jié)合 Ease-off 修正技術(shù)，采用馬夸爾特法了研究。對(duì)于齒面設(shè)計(jì)優(yōu)化與修正技術(shù)也開展了大量的工作。方宗德教授[12]了加工參數(shù)識(shí)別方法和齒面優(yōu)化修正方法，首先采用最小二乘法對(duì)中產(chǎn)生的誤差進(jìn)行識(shí)別，以加工誤差為基本誤差，將其與隨意性變行當(dāng)量加工誤差識(shí)別，然后采用計(jì)算機(jī)數(shù)字化仿真模擬技術(shù)對(duì)修正

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于齒面Ease off拓?fù)涞幕↓X錐齒輪齒面偏差等效修正方法[J]. 聶少武,鄧靜,鄧效忠,楊建軍,李聚波.  中國機(jī)械工程. 2017(20)
[2]弧齒錐齒輪齒頂?shù)估馇蛎娴毒呒庸し椒ㄑ芯縖J]. 魏巍,張連洪.  機(jī)械傳動(dòng). 2017(09)
[3]水平輪位的高階修正對(duì)弧齒錐齒輪齒形及接觸區(qū)的影響[J]. 黃剛,張衛(wèi)青,郭曉東,王戈,文懌愷.  機(jī)械傳動(dòng). 2017(05)
[4]弧齒錐齒輪小輪粗切優(yōu)化及驗(yàn)證[J]. 蘇進(jìn)展,方宗德.  中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(03)
[5]非對(duì)稱雙圓弧齒輪加工刀具設(shè)計(jì)[J]. 劉元偉,李永琢,沙汀.  大連交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(06)
[6]刀傾法準(zhǔn)雙曲面小輪粗切優(yōu)化及驗(yàn)證[J]. 蘇進(jìn)展,郭曉東,劉永生,張衛(wèi)青.  華南理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(11)
[7]弧齒錐齒輪銑齒機(jī)銑削力建模與切齒試驗(yàn)[J]. 石銳,鄧效忠,蔣闖,付愉.  河南科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(01)
[8]基于指狀刀具螺旋錐齒輪的數(shù)字化精加工刀具路徑規(guī)劃[J]. 田楓,沈輝,李儒瓊.  上海師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(05)
[9]弧齒錐齒輪螺旋變性展成法及其輪齒接觸分析[J]. 孫月海,李小亨.  天津大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)與工程技術(shù)版). 2017(04)
[10]基于修根刀具的螺旋錐齒輪齒面優(yōu)化[J]. 姜宏陽,劉志輝,肖似蹼.  機(jī)械設(shè)計(jì). 2016(07)

博士論文
[1]汽車驅(qū)動(dòng)橋曲齒錐齒輪經(jīng)濟(jì)實(shí)用型數(shù)控銑齒機(jī)建模及關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 鄧靜.西北工業(yè)大學(xué) 2016
[2]擺線齒準(zhǔn)雙曲面齒輪齒面嚙合性能分析及設(shè)計(jì)技術(shù)研究[D]. 杜進(jìn)輔.西北工業(yè)大學(xué) 2015
[3]準(zhǔn)雙曲面齒輪螺旋變性半展成數(shù)控成形理論與方法研究[D]. 張婧.天津大學(xué) 2012
[4]不銹鋼加工中切削力分析預(yù)測研究[D]. 李炳林.華中科技大學(xué) 2012
[5]高重合度弧齒錐齒輪的設(shè)計(jì)理論及實(shí)驗(yàn)研究[D]. 鄧效忠.西北工業(yè)大學(xué) 2002

碩士論文
[1]錐齒輪高速干切削力學(xué)建模及有限元仿真研究[D]. 廖從建.天津大學(xué) 2012
[2]基于Kriging模型的全局優(yōu)化方法研究[D]. 鄒林君.華中科技大學(xué) 2011



本文編號(hào)：3492701