等基圆曲线齿锥齿轮齿面加工与性能分析

摘要

等基圆曲线齿锥齿轮是以近代数控加工方法为基础的新型齿轮，通过约束刀具和轮坯之间的相对运动，加工出的齿轮在任意锥距的当量齿轮基圆半径保持不改变。
　　本研究主要内容包括：⑴建立齿轮数学模型：根据等基圆锥齿轮的展成原理，求解齿轮齿线和刀具的轨迹方程，推导了齿面方程和齿根过渡方程，研究了齿线和齿廓修形方法，建立了齿面拓扑结构修正方法。⑵轮齿接触分析(TCA)：编写了锥齿轮修形前后齿面接触分析程序，在此基础上，分析了等基圆锥齿轮的啮合特性和传动特性，进行刀具设计探讨修形方法，同时在齿向和齿廓上对齿面进行了修形研究工作，在没有安装误差下的情况下比较探讨了修形前后锥齿轮传动误差以及齿面接触印痕变化情况。⑶齿面静态接触力学分析以及模态分析：使用有限元前处理软件HyperMesh对齿轮网格划分；应用 ANSYSWorkbench有限元软件分析齿轮副啮合的静态接触力学特性，得到锥齿轮应力变化及应力变形图；对齿轮进行模态分析，得到齿轮的模态振型图。⑷等基圆锥齿轮啮合仿真及切削仿真：使用UG生成齿轮副精确三维模型，进行虚拟滚检分析；使用VERICUT和UG模拟仿真加工锥齿轮。为这种齿轮的数控加工提供了实际操作例子，也为其它类型的啮合传动的研究提供了有效的方法和工具。⑸在数控机床上使用指状铣刀粗加工齿轮，使用球头铣刀精加工齿轮，实际加工出一对等基圆锥齿轮。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 前言

1.2 等基圆曲线齿锥齿轮简介

1.3 研究现状

1.4 研究意义

1.5 研究内容

第2章 等基圆曲线齿锥齿轮齿面拓扑修形

2.1 未修形等基圆曲线齿锥齿轮齿面方程的建立

2.2 等基圆曲线齿锥齿轮的齿面拓扑修形

2.3 本章小结

第3章 等基圆曲线齿锥齿轮齿面啮合性能分析

3.1 齿面接触分析(TCA)算法

3.2 等基圆曲线齿锥齿轮齿面接触分析

3.3 算例

3.4 实例分析

3.5 本章小结

第4章 等基圆曲线齿锥齿轮静力学和模态分析

4.1 等基圆曲线齿锥齿轮有限元模型的建立

4.2 等基圆曲线齿锥齿轮有限元静力学分析

4.3 等基圆曲线齿锥齿轮模态分析

4.4 有预应力的齿轮副啮合模态分析

4.5 本章小结

第5章 等基圆曲线齿锥齿轮啮合仿真及切削加工

5.1 等基圆曲线齿锥齿轮啮合仿真

5.2 VERICUT仿真加工

5.3 UG仿真加工

5.4 本章小结

第6章 结论

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

致谢

攻读学位期间的研究成果