螺旋锥齿轮副大轮齿顶线倒角加工方法的研究

摘要

齿轮传动是最重要的机械传动形式，螺旋锥齿轮因具有良好的传动性能而得到广泛应用，尤其是在汽车的后桥中普遍采用螺旋锥齿轮传动。为避免渐开线齿面被碰毛，降低噪声和冲击，螺旋锥齿轮的齿端和外锥面齿项线常需要进行倒角。然而，现在仅限于对齿轮的端面齿形采用机械加工方法进行倒角加工，而齿顶线的倒角是靠工人手工操作砂轮来完成。 为解决该技术难题，本文在林汉元高工申报的专利的基础之上，展开对汽车螺旋锥齿轮副中大轮外锥面齿项线倒角加工方法的研究，主要工作如下： ◇基于汽车螺旋锥齿轮副中的大轮采用的半滚切法加工原理，建立了大轮面锥和切齿刀具内、外刀片切削刃轨迹面的数学方程；通过空间坐标变换矩阵和方程联立，推导出大轮的内、外齿顶线方程，为倒角轨迹的推导提供了理论基础。 ◇建立了大轮齿顶线的摆线连续分度法倒角加工的数学模型；推导出倒角刀具的实际运动轨迹，同时获得加工误差和所需要的轴向进给量。 ◇建立了倒角刀具设计的数学模型，将其转化为一个有约束优化问题，进而利用MATLAB中的优化程序包，搜索出最佳的设计变量，最终得到倒角刀具的位置和刀具半径。 ◇最后，给出一个具体的计算实例。用数值结果和动画仿真验证了上述理论和方法的可行性。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1课题研究背景

1.2课题相关研究现状

1.2.1计算机辅助设计

1.2.2计算机辅助制造及加工

1.2.3齿轮倒角加工

1.3课题研究意义和主要内容

第二章螺旋锥齿轮的齿顶线方程

2.1引言

2.2螺旋锥齿轮的几何参数

2.2.1齿轮的锥面和角

2.2.2轮齿的各要素名称

2.3切齿方法和刀具

2.3.1切齿方法

2.3.2切齿刀具

2.4齿项线方程的建立

2.4.1建立数学模型

2.4.2坐标变换

2.4.3齿顶线方程

2.5本章小结

第三章齿顶线倒角加工的数学模型

3.1引言

3.2倒角刀具的运动

3.2.1倒角加工原理

3.2.2倒角刀具运动分析

3.2.3倒角运动轨迹方程

3.3轴向进刀量和位置误差

3.3.1轴向进刀量

3.3.2位置误差

3.4优化设计

3.4.1优化函数

3.4.2主程序流程图

3.4.3子程序流程图

3.5本章小结

第四章 齿顶线倒角加工的仿真计算

4.1引言

4.2齿项线方程的求解

4.2.1计算实例

4.2.2齿顶线求解思路

4.2.3程序流程图

4.3倒角轨迹和数值仿真

4.4三维建模和加工仿真

4.5本章小结

第五章结论与展望

附录

参考文献

致谢