齿轮滚剃刀参数化设计平台的研究与开发

摘要

在汽摩齿轮大批量生产中，一般采用滚—剃—珩工艺或滚—磨工艺制造，由于剃齿加工效率高，成本低，滚—剃—珩工艺在生产中应用较为广泛。作为齿轮加工的重要刀具，齿轮滚剃刀由于其结构复杂、专用性强，大多数情况下都需要为被加工齿轮“量身定做”才能满足加工要求，而传统的设计方法主要依靠设计者手工作业去完成设计参数的计算和生产用图的绘制，工作量大、设计周期长、精度差、且易出错，已不能满足齿轮加工行业的需求，因此，研究和开发一套齿轮滚剃刀参数化设计平台具有重要的理论意义和实用价值。
　　 针对齿轮滚剃刀参数化设计平台的生产应用要求，本文主要对齿轮滚剃刀参数化设计及其适用性校核的方法以及平台的设计和开发过程进行了研究，主要工作和成果如下:
　　 (1)结合在齿轮企业调研所得数据，对滚刀的外形结构及其齿形参数的选择依据和计算方法进行了探讨，并对小压力角滚刀的设计方法进行了阐述。
　　 (2)阐述了剃齿刀基本参数的确定方法，在分析几种常见剃齿加工方法特点的基础上，对剃齿刀容屑槽参数的计算过程及其排列方式进行了论述，并对剃齿啮合角及其相关参数的计算以及关键参数的优化方法进行了详细的探讨。
　　 (3)基于滚齿加工原理，建立了滚刀齿形与齿轮齿形的转换关系，推导了滚刀齿形的共轭曲线方程，给出了齿轮剃（磨）后渐开线起始圆直径的计算方法;通过建立剃齿加工数学模型，给出了径向剃齿刀最小理论宽度的计算方法，并对剃齿干涉的校核方法进行了深入探讨，最终实现了齿轮滚剃刀的匹配设计。
　　 (4)针对齿轮滚剃刀参数化设计平台的生产应用要求，对平台的总体结构进行了详细的分析和设计，并利用VB.NET编程技术、AutoCAD二次开发技术以及SQLServer数据库技术完成了整个平台的开发。
　　 试用结果表明，该平台具有较好的实用价值，现已成功应用于企业的实际生产，效果良好。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题背景及研究意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 齿轮滚刀设计的研究现状

1．2．2 加工仿真的研究现状

1．2．3 剃齿刀设计的研究现状

1．3 研究内容及技术路线

1．3．1 研究内容

1．3．2 技术路线

第2章 齿轮滚剃刀参数化设计方法的研究

2．1 齿轮齿形分析

2．2 齿轮滚刀的结构设计

2．2．1 齿轮滚刀的选型

2．2．2 齿轮滚刀的结构选择

2．2．3 滚刀设计的原始参数

2．2．4 滚刀外形结构设计

2．2．5 滚刀齿形设计

2．2．6 小压力角滚刀结构设计

2．3 剃齿刀的结构设计

2．3．1 剃齿刀的结构选择

2．3．2 剃齿加工方法

2．3．3 剃齿刀设计的原始参数

2．3．4 剃齿刀基本参数的选择与计算

2．3．5 容屑槽的参数计算及其排列

2．3．6 剃齿啮合角的计算

2．3．7 其它相关参数的计算及校验

2．4 本章小结

第3章 齿轮滚剃刀适用性校核方法的研究

3．1 齿轮滚刀的适用性校核

3．1．1 滚刀齿形参数方程

3．1．2 齿轮齿廓通用方程的建立

3．1．3 滚刀齿形共轭曲线方程的建立

3．1．4 渐开线起始圆直径的计算

3．2 剃齿刀的适用性校核

3．2．1 径向剃齿刀的宽度校核

3．2．2 剃齿干涉校核

3．3 本章小结

第4章 齿轮滚剃刀参数化设计平台的开发

4．1 平台的开发工具及开发方法

4．1．1 平台的开发工具

4．1．2 平台的开发方法

4．2 平台的总体结构设计

4．3 平台的功能模块分析

4．3．1 平台注册

4．3．2 用户登录

4．3．3 滚刀设计模块

4．3．4 加工仿真模块

4．3．5 剃齿刀设计模块

4．3．6 剃齿刀验算模块

4．3．6 数据管理模块

4．3．7 权限管理模块

4．3．8 实用工具的开发与帮助文档的编制

4．4 本章小结

第5章 齿轮滚剃刀参数化设计平台的应用

5．1 平台应用实例

5．2 平台应用效果分析

5．3 本章小结

第6章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

致谢

攻读学位期间参加的科研项目和成果