球面渐开线非圆锥齿轮产形线切齿法的研究

【摘要】非圆锥齿轮是一种新型的齿轮传动形式，能够实现相交轴间的连续非线性变化的传动即相交轴变速传动。目前，非圆锥齿轮在工程机械、汽车、船舶、航空航天、变量齿轮泵等领域均具有广阔的应用前景。随着这一新型的传动形式应用到更多的场合，对非圆锥齿轮的设计与加工技术提出了更高的要求。然而，目前国内外的相关研究尚未对此提出很好的解决途径，即使采用一些方法加工出非圆锥齿轮，这些方法也是控制困难、不易操作，获得的齿形是近似球面渐开线，磨损后不易互换，这严重影响了非圆锥齿轮的啮合传动性能和推广应用。因此，对非圆锥齿轮设计与加工方法进行新的研究探索，从而推动非圆锥齿轮的推广和应用是非常必要的。本论文依据球面渐开线形成原理，利用产形线切齿法，研究一种新型的非圆锥齿轮设计与加工方法。首先，根据圆锥齿轮球面渐开线形成原理和短程曲线的测地曲率原理，提出一种非圆锥齿轮的球面渐开线形齿廓的设计方法。基于非圆锥齿轮大端的球面节曲线的测地曲率，在节曲线上建立当量圆锥齿轮，利用当量圆锥齿轮的球面渐开线齿廓构建非圆锥齿轮的球面渐开线齿廓，并利用CATIA软件建立非圆锥齿轮三维模型；将装配好的非圆锥齿轮模型导入到ADAMS软件中，对设计出的非圆锥齿轮进行齿轮传动分析，以此获得齿轮传动过程中的速度变化曲线和接触力变化曲线，从而验证齿轮传动的误差和平稳性。然后，阐述加工球面渐开线非圆锥齿轮的产形线切齿法。根据加工要求，在VERICUT软件中构建实验机床，设计加工刀具的结构，分析刀具尺寸参数，并计算出非圆锥齿轮加工中所需的相关参数公式和运动方程式。最后，进行仿真加工实验。编写非圆锥齿轮的加工程序，对非圆锥齿轮进行仿真加工，验证利用产形线切齿法加工非圆锥齿轮的可行性。
【作者】裴玉哲；
【导师】贾庆祥；
【作者基本信息】吉林大学，机械制造及其自动化，2014，硕士
【关键词】非圆锥齿轮；球面渐开线；传动分析；产形线切齿法；仿真加工；

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