高硬齿面双圆弧齿轮滚刀的研究

摘要

随着齿轮技术，特别是硬齿面齿轮技术的发展，双圆弧齿轮也必须向中硬齿面和硬齿面齿轮发展。齿面渗碳淬火工艺是提高齿面硬度、提高承载能力最有效的方法，是渐开线齿轮非常成熟的工艺，但因双圆弧齿轮廓形复杂，硬化后缺少成本较低的精加工手段，所以一直未采用这种工艺。刮削方法是克服上面难题的成本低、质量好、效率高的手段，适合我国国情。但是硬质合金刮削滚刀的研制难度大是推广刮齿工艺的瓶颈，是当前迫切需要解决的问题。很好地解决该问题将进一步提高双圆弧齿轮传动的承载能力和可靠性，扩大其在工业中的应用范围，对双圆弧齿轮传动技术的发展具有积极的意义。 该论文是对硬质合金刮削滚刀的研究。 该论文的主要工作和创新点： 1)根据空间双圆弧齿轮啮合原理，推出了法面双圆弧齿轮滚刀的前刀面方程、滚刀铲背曲面方程、铲磨砂轮轴向廓形方程。 2)首次推出了双圆弧齿轮滚刀重磨后基本蜗杆轴向廓形方程，并分析了重磨后滚刀基本蜗杆轴向廓形的偏差。分析结果表明：用该文方法设计的直槽刮削滚刀在重磨角小于6°时都是精确的。 3)利用功能强大的VisualBasic6.0在Solidworks2003中开发了可以计算和绘制任意基本齿廓的双圆弧齿轮滚刀前刀面廓形和铲磨砂轮轴向廓形的软件。该软件界面直观，操作简单，利用该软件可以直接制作检测任意参数滚刀的前刀面廓形和砂轮轴向廓形的样板。 4)根据双圆弧齿轮滚刀的铲背曲线方程和滚刀结构参数推导出了铲磨滚刀时发生干涉的铲磨砂轮最小外径Dsgmin和齿项铲削超量△的计算公式，并根据算例分析了滚刀结构参数变化时对Dsgmin及齿顶后角的影响。 5)设计并制造了硬质合金双圆弧齿轮刮削滚刀和铲磨砂轮。对mn=6mm的刮削滚刀和淬火双圆弧齿轮进行了铲磨和刮削试验，试验验证了理论分析的正确性。

目录

文摘

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第一章绪论

1.1 圆弧齿轮简介

1.1.1圆弧齿轮发展由来及简史

1.1.2圆弧齿轮传动的特点

1.2 圆弧齿轮在我国的发展和现状

1.3 硬齿面双圆弧齿轮滚刀的研究现状

1.4 论文研究的背景和意义

1.5 论文的主要研究工作

第二章铲磨砂轮廓形及滚刀铲背曲面方程的计算

2.1 铲磨砂轮廓形的计算

2.1.1直槽滚刀前刀面刀刃方程

2.1.2砂轮廓形计算

2.2 滚刀铲背曲面方程及滚刀基本蜗杆轴向截形偏差计算

2.2.1滚刀铲背曲面方程的推导（以滚刀右侧齿面为例）

2.2.2滚刀重磨后基本蜗杆轴向截形偏差

2.3 计算实例和结果讨论

2.3.1直槽零前角滚刀的偏差情况

2.3.2直槽负前角单头滚刀左侧截形的偏差情况

2.3.3滚刀头数对轴向截形偏差的影响

2.3.4滚刀分度圆半径对轴向截形偏差的影响

2.4 本章小结

第三章编程计算并绘制滚刀及砂轮轴向廓形

3.1 滚刀轴向廓形的绘制

3.1.1编程前的准备工作

3.1.2程序的实现

3.2 砂轮轴向廓形的绘制

3.2.1编程前的准备

3.2.2程序的实现

3.3 本章小结

第四章刮刀铲磨干涉校验解析方法

4.1 基本原理

4.2 校验计算过程

4.2.1参数说明

4.2.2刀齿铲背曲线方程

4.2.3铲磨砂轮外径圆方程

4.2.4铲磨干涉校验

4.3 基于无铲磨干涉的滚刀参数确定原则

4.3.1给定算例的Dsg min和△

4.3.2给定算例的Dsg min敏感性分析

4.3.3基本参数改变后对滚刀端面齿顶后角αB的影响

4.3.4基本参数确定的原则及次序

4.4 本章小结

第五章刮削滚刀的设计、制造与刮削试验

5.1 刀体部分尺寸的设计

5.2 刮削滚刀的结构参数

5.3 刮前滚刀的制造

5.4 双圆弧负前角硬质合金滚刀的制造

5.4.1硬质合金滚刀结构

5.4.2刀片焊接

5.4.3齿形铲磨

5.5 刮削试验

5.5.1刮削加工条件

5.5.2试验结果

5.3本章小结

第六章结论与展望

参考文献

附录

致谢