基于ETCA的螺旋锥齿轮研齿原理与工艺的研究

摘要

螺旋锥齿轮是实现相交轴运动传递的基础元件，具有重合度大、承载能力高、传动效率高、传动平稳、噪声小等优点，被广泛应用于汽车、飞机、机床和各种机械产品中，而螺旋锥齿轮的精加工主要是通过研齿来实现的。研齿不仅能起到预跑合的作用，减少齿形与齿距误差，而且能在一定程度上取消热处理后的变形；研齿是一种硬齿面加工技术，它通过研磨的方法去除齿轮表面微量的加工余量，从而有效地提高齿轮表面的光洁度以及改善齿轮的接触状况；此外，研齿技术还是公认的实现锥齿轮减低噪音的最佳手段之一。本文主要对螺旋锥齿轮的研磨机理进行研究，并提出一些研齿工艺的改进方法。
　　 论文的主要研究内容及研究结果如下：
　　 1．分析了研齿切削机理，并将研齿加工的空间模型转化成简单的平面模型，并以此为基础，分析研齿时的切削力和磨粒的最大切削深度。
　　 2．分析了数控螺旋锥齿轮研齿机上常用的V/H调整法研齿运动模型，并从TCA的角度来分析V/H调整与齿面接触区的移动趋势之间的关系以及研齿时齿面间侧隙的自动控制原理。
　　 3．利用机床几何运动误差对研齿加工的影响，并结合ETCA的思想，提出V/H调整值的改进算法。
　　 4．对齿轮齿面的综合研磨率以及齿面的研磨边界进行了分析，并以此为基础指导研齿加工参数的设置。
　　 5．利用研齿轨迹控制技术及定点研磨技术，对基于ETCA思想的研齿技术在Gleason600HTL数控研齿机上进行研齿实验，并与基于TCA思想的研齿技术进行对比，通过实验结果的对比表明：本文所提出的基于ETCA的研齿技术完全是实用和可行的，并能对研齿效果的改善和研齿工艺的改进起到一定的促进作用。