本文關(guān)鍵詞：盤形銑刀數(shù)控加工等基圓錐齒輪關(guān)鍵技術(shù)研究　出處：《西北工業(yè)大學(xué)》2014年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：弧齒錐齒輪因其良好的嚙合傳動性能而被廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械傳動系統(tǒng)中，又因?yàn)槠鋸?fù)雜的齒面幾何結(jié)構(gòu)，它的加工一直采用專用盤銑刀在專用銑齒機(jī)床上完成。大規(guī)格弧齒錐齒輪的制造存在加工效率低、產(chǎn)品質(zhì)量難于控制、加工費(fèi)用昂貴等問題。等基圓齒錐齒輪是我國特有的一種曲線齒錐齒輪，該齒輪使用指形銑刀成形加工。其特點(diǎn)是可以用小機(jī)床加工大齒輪，所用指形銑刀價格低廉，極大地降低了大規(guī)格曲線齒錐齒輪的加工成本。但是，指形銑刀加工效率低、齒面質(zhì)量難于控制，且對硬齒面等基圓錐齒輪的加工難以實(shí)現(xiàn)。 本文結(jié)合等基圓錐齒輪的加工需求，以提高生產(chǎn)效率和加工質(zhì)量為目的，綜合運(yùn)用現(xiàn)有的等基圓錐齒輪齒面設(shè)計和加工技術(shù)、齒輪嚙合理論、數(shù)控技術(shù)等多領(lǐng)域研究成果，按照“研究相關(guān)理論、突破關(guān)鍵技術(shù)和解決實(shí)際問題”的技術(shù)路線，系統(tǒng)地探索和研究盤形銑刀數(shù)控加工等基圓錐齒輪的關(guān)鍵技術(shù)問題，具體研究內(nèi)容及成果如下所述： 盤形銑刀加工等基圓錐齒輪的理論研究。以齒輪嚙合理論為基礎(chǔ)，以微分幾何為工具，論證了運(yùn)用盤形銑刀加工等基圓錐齒輪的可能性。依據(jù)等基圓錐齒輪原理及加工方法，建立了盤形銑刀的數(shù)學(xué)模型。通過刀具空間運(yùn)動姿態(tài)的分析和規(guī)劃，首次建立了基于盤形銑刀的切齒加工坐標(biāo)系。在此基礎(chǔ)上，通過求解刀具曲面的切失、法失、刀具曲面及齒面點(diǎn)的速度，推導(dǎo)并建立了盤形銑刀加工的齒面方程。上述研究為后續(xù)加工方法的深入研究提供了理論依據(jù)。 等基圓錐齒輪數(shù)控加工方法及盤形銑刀空間位置姿態(tài)的研究。以保持盤形銑刀加工的齒面與理論齒面的一致性為目標(biāo)，推導(dǎo)了影響刀具空間位置姿態(tài)的刀具回轉(zhuǎn)角度、刀具傾斜角度、刀位修正等參數(shù)的計算公式。通過刀心坐標(biāo)及刀軸矢量的求解，得到了輪坯坐標(biāo)系下的刀位計算公式。依據(jù)數(shù)控加工后置處理原理，將刀位轉(zhuǎn)化為通用數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系下的機(jī)床移動坐標(biāo)及回轉(zhuǎn)坐標(biāo)，并給出了其顯函數(shù)表達(dá)式。研究結(jié)果表明使用盤形銑刀能夠完成等基圓錐齒輪的數(shù)控加工。 盤形銑刀加工等基圓錐齒輪過程中的干涉及其檢驗(yàn)的研究。根據(jù)盤形銑刀數(shù)控加工等基圓錐齒輪的原理及方法，分析了加工運(yùn)動中干涉產(chǎn)生的機(jī)理。依據(jù)盤形銑刀的刀具曲面方程、齒面方程，結(jié)合加工運(yùn)動中二者的瞬時相互位置關(guān)系，提出了凹齒面加工過程中過切干涉檢驗(yàn)的兩種方法：截面曲線法和旋轉(zhuǎn)比較法。通過對碰撞干涉的分析研究，提出了凸齒面加工中刀具端面和凹齒面碰撞干涉的檢驗(yàn)方法。針對過切、碰撞干涉的研究，，為盤形銑刀的合理設(shè)計及加工干涉的預(yù)判提供了依據(jù)。 基于上述研究，進(jìn)行了盤形銑刀數(shù)控加工等基圓錐齒輪的加工實(shí)驗(yàn)及滾動檢驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：本文提出的盤形銑刀加工等基圓曲線齒錐齒輪的加工原理、加工方法、刀具干涉檢驗(yàn)方法是正確和可行的。
[Abstract]:Spiral bevel gears are widely used in all kinds of mechanical transmission systems for their good meshing transmission performance. Because of their complicated geometry of tooth surfaces, their machining has been done with special disc milling cutter on special milling machine. The manufacturing of large size spiral bevel gear has many problems, such as low processing efficiency, difficult product quality control, and expensive processing cost. The equal base circular tooth bevel gear is a special kind of curved bevel gear in our country. The gear is formed by the finger milling cutter. Its characteristic is that large gear can be processed with small machine tool, and the finger milling cutter is cheap, which greatly reduces the processing cost of large size curve bevel gear. However, the machining efficiency of the finger milling cutter is low and the quality of the tooth surface is difficult to control, and it is difficult to realize the machining of the hard tooth base conical gear.
【學(xué)位授予單位】：西北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TH132.41;TG611

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1342997