螺旋錐齒輪端面滾齒加工的理論與實(shí)驗(yàn).pdf

1、螺旋錐齒輪端面滾齒加工方法在切齒過程中連續(xù)分度，一個切齒循環(huán)中同時加工齒的兩面。這種方法加工精度和效率較高，且易實(shí)現(xiàn)干切削，在大批量生產(chǎn)中應(yīng)用越來越廣泛。但是國內(nèi)卻對端面滾齒加工方法的理論研究不足，再加上國外對技術(shù)資料的嚴(yán)格保密，至今未開發(fā)出應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐的端面滾齒加工成套技術(shù)及裝備。雖然國內(nèi)齒輪制造企業(yè)可以通過引進(jìn)國外的計(jì)算軟件及加工成套裝備，加工出合格的擺線齒錐齒輪產(chǎn)品，但是對我國在該領(lǐng)域的技術(shù)水平的提升作用有限。另外由于國外在該技

2、術(shù)上的壟斷地位，進(jìn)口機(jī)床十分昂貴，且維護(hù)十分不便，也限制了其在國內(nèi)的普遍推廣。
　　本文針對這一問題系統(tǒng)地研究了端面滾齒加工方法所涉及的齒面成形原理、齒坯幾何設(shè)計(jì)與計(jì)算、輪齒接觸特性的準(zhǔn)確控制與切齒調(diào)整參數(shù)的計(jì)算、全數(shù)控切齒機(jī)床的運(yùn)動控制、齒形偏差的測量與修正等成套基礎(chǔ)理論。建立了刀傾全展成法與刀傾半展成法端面滾齒螺旋錐齒輪節(jié)錐參數(shù)計(jì)算的統(tǒng)一模型。提出了一種端面滾齒加工切齒調(diào)整計(jì)算方法，該方法能夠在齒面上任意指定接觸參考點(diǎn)的位置，

3、并能對輪齒兩面的接觸狀態(tài)同時進(jìn)行控制。采用靜態(tài)及動態(tài)接觸有限元法建立了螺旋錐齒輪時變嚙合剛度、傳動誤差、嚙合沖擊及嚙合內(nèi)部激勵力計(jì)算模型。分析了不同接觸區(qū)形態(tài)對螺旋錐齒輪嚙合內(nèi)部激勵的影響，以此為基礎(chǔ)對端面滾齒螺旋錐齒輪的輪齒接觸特性進(jìn)行了優(yōu)化。在保證齒輪及刀具相對運(yùn)動不變的條件下，研究了端面滾齒加工基本機(jī)床模型到全數(shù)控切齒加工模型的機(jī)床運(yùn)動轉(zhuǎn)化方法，從而推導(dǎo)出一種端面滾齒加工6軸聯(lián)動的運(yùn)動控制模型?；谖鏖T子840Dsl數(shù)控系統(tǒng)，設(shè)計(jì)

4、了全數(shù)控銑齒機(jī)的控制系統(tǒng)，開發(fā)了端面滾齒數(shù)控加工軟件。推導(dǎo)了基于全數(shù)控運(yùn)動控制模型的端面滾齒螺旋錐齒輪齒面方程，在國產(chǎn)齒輪測量中心上實(shí)現(xiàn)了其齒距誤差及齒形偏差測量。利用測量結(jié)果，基于優(yōu)化方法研究了帶齒根偏差約束的齒形偏差的自動修正方法。最后通過加工仿真、切齒、測量及滾動檢查實(shí)驗(yàn)對以上理論及方法進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　通過本文的研究，初步形成了螺旋錐齒輪端面滾齒的閉環(huán)制造方法。研究成果目前已在天津第一機(jī)床總廠的系列全數(shù)控螺旋錐齒輪銑齒機(jī)中