大沉切量剃前齒輪滾刀廓形的優(yōu)化設計研究
發(fā)布時間:2017-06-12 02:08
本文關鍵詞:大沉切量剃前齒輪滾刀廓形的優(yōu)化設計研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:現(xiàn)行剃前齒輪滾刀齒頂凸角分為平頭、圓頭兩種形式,一般采用串行設計方法按確定步驟進行設計,由于未充分考慮被加工齒輪的齒數(shù)、齒厚減薄量及精加工余量等因素的影響,致使刀具齒頂凸角過大過長,在實際用于切齒加工時,導致被加工齒輪根切過大,漸開線有效長度過短,從而影響齒輪嚙合重疊系數(shù),進而影響輪齒承載能力;或者雖能保證有效漸開線長度,但剃后沉切量卻偏小,在滿足齒根彎曲疲勞強度的前提下,適當增大齒輪的沉切量,能有效地減小因潤滑油的擠出對齒輪副齒頂齒根的沖蝕作用,并有效地降低齒輪箱的油溫,對降低齒輪箱能耗與噪聲、減小齒輪損耗有很好的效果。此外,現(xiàn)行標準剃前齒輪滾刀對變位齒輪以及滾齒工序公法線工藝尺寸的適用性都值得商榷。剃前齒輪滾刀設計過程中變量多、運算復雜,如果手工整理計算,會耗費大量時間,而且計算準確性不高,效率低,不利于工程實際的應用,有必要研究開發(fā)剃前齒輪滾刀CAD系統(tǒng)。本文主要針對上述問題進行研究并得出相應結論。(1)分析現(xiàn)行剃前齒輪滾刀法向廓形存在的不足之處,以及法向廓形尺寸設計計算方法存在的問題,并闡述由于采用串行設計存在的不足之處將產(chǎn)生的后果;(2)提出應基于并行工程技術設計剃前齒輪滾刀,通過分析刀具設計與制造、滾剃工藝及其加工系統(tǒng)的影響因素,改進剃前齒輪滾刀的法向廓形,得到新型刀具凸角廓形的設計形式;(3)建立新型剃前齒輪滾刀齒頂凸角廓形尺寸的優(yōu)化設計模型,合理匹配刀具的齒頂凸角廓形尺寸;(4)根據(jù)齒廓嚙合基本定理推導齒廓曲線參數(shù)方程,并基于Matlab作圖,校驗齒輪有效漸開線長度;(5)基于MATLAB GUI研究開發(fā)人機交互界面友好、具有準確運算功能和系列化設計功能的剃前齒輪滾刀法向廓形精確設計CAD系統(tǒng),以減輕工程技術人員的工作量,提高剃前齒輪滾刀的設計質(zhì)量和設計效率,為工程應用創(chuàng)造實際價值。
【關鍵詞】:剃前齒輪滾刀 沉切量 并行設計 優(yōu)化設計 CAD系統(tǒng)
【學位授予單位】:南華大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2016
【分類號】:TG721
【目錄】:
- 摘要4-6
- Abstract6-12
- 第1章 緒論12-16
- 1.1 課題的研究目的和意義12
- 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢12-16
- 第2章 基于并行工程的剃前齒輪滾刀設計改進方案16-24
- 2.1 現(xiàn)行剃前齒輪滾刀法向廓形的設計缺陷16-17
- 2.2 現(xiàn)行剃前齒輪滾刀廓形尺寸設計的不足之處17-20
- 2.2.1 輔助切削刃齒形角設計的不足之處17-18
- 2.2.2 法向齒厚設計的不足之處18
- 2.2.3 齒頂圓角半徑設計的不足之處18-19
- 2.2.4 凸角高度設計的不足之處19-20
- 2.3 基于并行工程的改進方案20-22
- 2.3.1 法向廓形的設計改進20-21
- 2.3.2 輔助切削刃齒形角的設計改進21
- 2.3.3 齒頂圓角半徑的設計改進21-22
- 2.3.4 法向齒厚的設計改進22
- 2.3.5 齒頂凸角厚度的設計改進22
- 2.3.6 齒頂凸角高度的設計改進22
- 2.4 本章小結22-24
- 第3章 基于展成原理的刀具—齒輪法向廓形數(shù)學模型24-34
- 3.1 齒輪與齒條嚙合的平面坐標變換24-25
- 3.2 共軛齒廓的求取方法25-26
- 3.3 數(shù)學模型的建立26-32
- 3.3.1 剃前齒輪滾刀法向廓形數(shù)學模型的建立26-29
- 3.3.2 剃前齒輪展成廓形數(shù)學模型的建立29-32
- 3.4 本章小結32-34
- 第4章 大沉切量剃前齒輪滾刀的優(yōu)化設計34-50
- 4.1 法向齒厚的精確設計34-36
- 4.2 大沉切量剃前齒輪滾刀的優(yōu)化設計模型36-47
- 4.2.1 齒頂圓角半徑的優(yōu)化設計36-41
- 4.2.2 齒頂凸角高度的優(yōu)化設計41-47
- 4.3 優(yōu)化設計實例47-49
- 4.3.1 實例計算47-48
- 4.3.2 圖形校驗及適用性評價48-49
- 4.4 本章小結49-50
- 第5章 基于MATLAB GUI的剃前齒輪滾刀CAD系統(tǒng)研究50-62
- 5.1 系統(tǒng)的結構設計與功能設計50-52
- 5.2 基于MATLAB GUI的系統(tǒng)界面設計和程序設計52-58
- 5.2.1 系統(tǒng)界面設計52-56
- 5.2.2 系統(tǒng)程序設計56-58
- 5.3 系統(tǒng)運行58-60
- 5.4 本章小結60-62
- 第6章 總結與展望62-64
- 6.1 總結62-63
- 6.2 展望63-64
- 參考文獻64-68
- 附錄168-72
- 附錄272-75
- 作者攻讀學位期間的科研成果75-76
- 致謝76
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,本文編號:442998
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