对数螺旋锥齿轮精确建模关键技术研究

摘要

三维建模是现代设计工作的一项重要内容，模型的精确与否，是否能准确传达设计者的意图，对整个设计、以及后续的工作非常重要。螺旋锥齿轮是一种能够传递相交轴运动的构件，它的精确三维模型是设计工作的一个难点，本文以对数螺旋锥齿轮为研究对象展开相关研究。
　　对数螺旋锥齿轮是一种新型螺旋锥齿轮，它将对数螺旋线作为齿轮的齿向线，因而沿齿向线上各点的螺旋角处处相等，可以减轻转动过程中的振动和冲击，扩大传动中大、小轮接触的区域。其三维精确建模将影响后续的动力学分析、加工制造、轮齿误差检测等工作，至关重要，因此有必要深入研究。
　　本论文采用理论研究、MATLAB仿真、Pro/E三维建模及虚拟仿真加工、CNC齿轮测量中心检测对比等综合研究方法进行研究，并取得了一些较为有价值的结论。
　　（1）基于新型锥齿轮的齿面是由渐开线和对数螺旋线组成的空间曲面网这一原理，推导出了新型锥齿轮的齿面表达式；在MATLAB中，将此表达式转换为新型锥齿轮的数学模型，从而使用最小二乘插值法，求出齿面离散点的坐标，使用三维建模软件Pro/E建立齿面离散曲面模型，最后修剪出对数螺旋锥齿轮的三维模型。
　　（2）结合啮合理论通过 Pro/E曲面分析工具检测齿面特性，测量其高斯曲率和齿面啮合干涉，初步验证齿面建模准确性和齿面正确性。利用软件 Pro/E中VERICUT模拟加工显示平台，进行过切检测和 NC检查，观察齿轮的仿真加工过程，确定加工工艺和加工序列合理。然后利用软件后置处理器生成加工代码，导入五轴加工中心，加工样轮。
　　（3）使用数控齿轮测量仪，可以得到新型锥齿轮齿面上各节点处的测量值，然后与根据参数建立的理论齿面进行对比，得到了齿面的法向偏差表。将此表与使用扫掠法建立的齿轮的法向偏差表进行对比，证明新的建模方法在精度上达到要求，这为齿轮精确建模提供了直接的理论依据。

目录

声明

1绪论

1.1研究背景与意义

1.2 螺旋锥齿轮的发展现状及趋势

1.3 对数螺旋锥齿轮三维建模研究现状

1.4研究内容及创新点

1.5研究方法及技术路线

2对数螺旋锥齿轮齿面精确建模

2.1 三维建模方法的研究

2.2 齿面精确建模具体步骤

2.3 对数螺旋锥齿轮齿面检测与分析

3 对数螺旋锥齿轮加工

3.1确定加工工艺方案

3.2 利用Pro/E进行虚拟仿真加工

3.3 后置处理生成加工程序

3.4对数螺旋锥齿轮样件加工

4 测量试验

4.1测量设备简介

4.2测量过程

4.3测量结果

4.4对比测量结果

结论

参考文献

附录A

附录B

在学研究成果

致谢