本文關(guān)鍵詞：平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿數(shù)控磨床結(jié)構(gòu)方案設(shè)計及加工仿真

  更多相關(guān)文章： 平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿 虛擬中心距加工原理 數(shù)學模型 加工運動仿真

【摘要】：與普通的蝸桿副相比平面二次包絡(luò)環(huán)面蝸桿副具有多線接觸以及接觸線和綜合曲率半徑大等優(yōu)點。這些優(yōu)點使得它在各類機械中具有廣闊的應(yīng)用前景,但由于它的齒面形狀復雜、加工比較困難,導致它的加工設(shè)備開發(fā)受到了較大的限制、生產(chǎn)成本高,難以滿足市場的廣泛需求。因此平面二次包絡(luò)環(huán)面蝸桿副推廣應(yīng)用的重要前提條件就是對平面二次包絡(luò)環(huán)面蝸桿(以下簡稱為“平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿”)加工設(shè)備的開發(fā)和研究。一些企業(yè)和研究機構(gòu)一直以來都致力于平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿加工方法和設(shè)備的開發(fā)和研究,并先后研發(fā)了一些加工這種蝸桿的數(shù)控磨床,以解決平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿齒面精密磨削。本文對前期研發(fā)工作進行了分析,在此基礎(chǔ)上結(jié)合現(xiàn)代復雜型面數(shù)控加工磨床的發(fā)展趨勢,提出了一種新的高自動化、高精度的四軸四聯(lián)動數(shù)控磨床的運動配置和結(jié)構(gòu)方案,以高效、低成本的完成平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿齒面的精密磨削。本研究對平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿的推廣應(yīng)用具有重要的作用和實際應(yīng)用價值。論文首先分析了平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿的傳統(tǒng)加工和虛擬中心距加工在加工精度和加工范圍等方面存在的一些問題,提出了新的四軸四聯(lián)動加工方案的運動配置和結(jié)構(gòu)配置,并對其進行了運動分析和加工范圍的論證。根據(jù)提出的新蝸桿磨床的運動配置和結(jié)構(gòu)配置,結(jié)合平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿副的嚙合原理和齊次坐標系變換原理建立了虛擬中心距加工原理的數(shù)學模型,并建立了蝸桿和砂輪產(chǎn)形面的理論數(shù)學模型。為了得到準確的蝸桿齒面,對平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿參數(shù)進行了計算機輔助分析計算,結(jié)合得到的環(huán)面蝸桿齒面和砂輪產(chǎn)形面的數(shù)學模型,運用MATLAB軟件對蝸桿齒面、砂輪上接觸線、一類/二類界限曲線做了數(shù)學建模仿真,驗證了虛擬中心距加工原理在新磨床上應(yīng)用的可行性。完成了新磨床加工運動配置、結(jié)構(gòu)配置和結(jié)構(gòu)方案設(shè)計,并對磨床的各個軸進行了運動的分配,對磨床的主要部件的結(jié)構(gòu)方案做了初步的設(shè)計,并建立了磨床運動和結(jié)構(gòu)方案的三維模型。本文還對環(huán)面蝸桿的齒面參數(shù)化三維建模做了分析研究,并建立了準確的蝸桿齒面三維模型。運用VERICUT軟件結(jié)合建立的磨床結(jié)構(gòu)三維模型和蝸桿三維模型,完成了虛擬的平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿數(shù)控磨床加工模型的建立,根據(jù)環(huán)面蝸桿齒面的數(shù)控加工工藝過程,對新磨床加工環(huán)面蝸桿齒面的加工運動過程做了仿真,并對加工出來的蝸桿齒面的準確性做了加工驗證和數(shù)控程序的優(yōu)化,驗證了本文提出的新的平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿數(shù)控磨床的結(jié)構(gòu)方案的可行性和準確性。
【關(guān)鍵詞】：平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿 虛擬中心距加工原理 數(shù)學模型 加工運動仿真
【學位授予單位】：西華大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG596
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-18
• 1.1 本課題的研究背景及目的10
• 1.2 復雜型面數(shù)控加工技術(shù)的概述10-13
• 1.2.1 數(shù)控加工技術(shù)的特點11
• 1.2.2 復雜型面零件加工的發(fā)展現(xiàn)狀11-12
• 1.2.3 復雜型面零件數(shù)控加工存在的問題12-13
• 1.3 平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿加工及設(shè)備的發(fā)展現(xiàn)狀概述13-16
• 1.3.1 平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿副的數(shù)控加工現(xiàn)狀13
• 1.3.2 國外平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿加工設(shè)備現(xiàn)狀13-15
• 1.3.3 國內(nèi)平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿加工設(shè)備現(xiàn)狀15-16
• 1.4 課題研究的主要意義及內(nèi)容16-18
• 2 平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿數(shù)控磨床加工原理的研究18-29
• 2.1 平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿齒面成形原理18
• 2.2 平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿齒面?zhèn)鹘y(tǒng)二軸二聯(lián)動加工方法18-19
• 2.3 平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿數(shù)控磨床加工原理19-25
• 2.3.1 蝸桿齒面虛擬中心距加工原理19-21
• 2.3.2 新磨床運動配置方案的提出及基本結(jié)構(gòu)原理分析21-22
• 2.3.3 新磨床的運動分析22-25
• 2.4 新數(shù)控磨床的加工范圍的分析25-27
• 2.5 新磨床的運動配置方案優(yōu)點分析27-28
• 2.6 本章小結(jié)28-29
• 3 蝸桿齒面的虛擬中心距加工原理和一次包絡(luò)嚙合理論的建模分析29-43
• 3.1 蝸桿齒面虛擬中心距加工原理的數(shù)學模型建立29-33
• 3.1.1 坐標系的建立29-31
• 3.1.2 坐標變換矩陣31-33
• 3.2 一次包絡(luò)過程中砂輪產(chǎn)形面與環(huán)面工作蝸桿的嚙合分析33-36
• 3.2.1 嚙合函數(shù)和嚙合方程33-35
• 3.2.2 砂輪產(chǎn)形面0(50) 上的瞬時接觸線方程35-36
• 3.2.3 蝸桿工作齒面1? 方程36
• 3.3 二類界限曲線36-37
• 3.4 一類界限曲線37-39
• 3.5 環(huán)面蝸桿非工作齒面2? 的方程39-42
• 3.6 本章小結(jié)42-43
• 4 基于虛擬中心距加工原理加工蝸桿齒面的數(shù)學模型仿真43-55
• 4.1 平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿副設(shè)計計算實例43-45
• 4.2 蝸桿齒面數(shù)學模型仿真45-54
• 4.2.1 蝸桿齒面數(shù)學模型仿真主要參數(shù)的確定46-49
• 4.2.2 蝸桿齒面數(shù)學模型仿真結(jié)果49-54
• 4.3 本章小結(jié)54-55
• 5 新的平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿數(shù)控磨床總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計55-67
• 5.1 新的平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿數(shù)控磨床的概述55-56
• 5.2 新平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿數(shù)控磨床的總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計56-57
• 5.3 新磨床零部件結(jié)構(gòu)方案的設(shè)計57-65
• 5.3.1 新磨床床身結(jié)構(gòu)方案設(shè)計57-58
• 5.3.2 C軸主軸箱的結(jié)構(gòu)方案設(shè)計58-60
• 5.3.3 Z軸方向傳動方案設(shè)計60-61
• 5.3.4 B軸砂輪工作回轉(zhuǎn)臺的方案設(shè)計61-63
• 5.3.5 砂輪專用磨頭結(jié)構(gòu)方案設(shè)計63-65
• 5.4 交流伺服電機的選用65-66
• 5.5 本章小結(jié)66-67
• 6 基于VERICUT的平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿齒面數(shù)控加工運動過程仿真67-85
• 6.1 虛擬平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿齒面數(shù)控加工仿真的目的及意義67
• 6.2 平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿齒面的三維實體建模67-73
• 6.2.1 平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿齒面空間螺旋線公式一般形式的推導68-70
• 6.2.2 平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿的實體建模70-73
• 6.3 虛擬平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿齒面加工運動過程仿真的實現(xiàn)73-80
• 6.3.1 虛擬平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿數(shù)控磨床的構(gòu)建73-76
• 6.3.2 磨削蝸桿齒面的數(shù)控加工程序的編制76-78
• 6.3.3 創(chuàng)建刀具庫文件78-79
• 6.3.5 平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿齒面加工過程的運動仿真79-80
• 6.4 虛擬加工質(zhì)量檢測與刀具軌跡的優(yōu)化80-84
• 6.4.1 過切與欠切檢查80-81
• 6.4.2 刀具軌跡優(yōu)化81-84
• 6.5 本章小結(jié)84-85
• 結(jié)論85-87
• 參考文獻87-90
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表論文及科研成果90-91
• 致謝91-92

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