论文部分内容阅读
弧齿锥齿轮由于其传递重叠系数大、承载能力强,传动平稳,磨损均匀等多重优势而普遍应用于高速、重载的相交轴传动中。随着工业的逐渐进步,大型装备逐渐增多,机械工业对高精度、高强度弧齿锥齿轮的需求也日益增加。如何低成本、高效率的生产出高精度、高硬度的弧齿锥齿轮,成为齿轮行业一个普遍关注的问题,通过热处理是变成硬齿面的基本途径,弧齿锥齿轮齿面几何形状比较复杂,热处理变形量大,在很大程度上降低了弧齿锥齿轮的铣齿精度。 热处理后齿轮的表面硬度能够达到 HRC58~63,但是齿形精度却受到很大影响,为了消除热处理变形,改善热后锥齿轮精度,往往需要对热后齿轮进行精加工。磨齿一般是提高热后齿面精度最有效的加工方法,考虑到磨齿机床价格非常昂贵,效率也比较低,为了提高硬齿面弧齿锥齿轮的传动性能和啮合质量,本文提出了通过采用高性能材料的刮削刀具对热后弧齿锥齿轮进行刮削加工,消除锥齿轮热处理产生的变形。本文的主要研究内容如下: 1基于局部综合法,研究弧齿锥齿轮加工参数的设计方法,编写相关程序,推导出试验齿轮的几何参数;根据刀盘参数,建立齿面坐标系,通过确定大轮加工参数,选取参考点,并计算出该点的主曲率和主方向,由一系列矩阵变换得到小轮的加工参数,进而对加工参数进行 TCA验证分析,使得齿轮副在理论上具有良好的啮合性能。 2根据齿轮副的齿面方程与边界条件,编写程序对齿面进行网格划分,计算出齿面上网格交叉点处的齿面点坐标,并将这些点的坐标转化成UG可以识别的DAT文件;将坐标点文件导入UG,分别建立试验用齿轮副的三维模型,通过运动仿真模拟齿轮副啮合运动,观察啮合运动时的接触区,验证TCA分析效果。 3结合奥利康齿轮的性质及加工特点,对格里森渐缩齿进行等高齿设计,参考格里森渐缩齿的设计方法,得到格里森等高齿的加工参数,并进行切齿加工,得到一副具有良好接触区的等高齿齿轮副,并将得到的齿轮副进行热处理,以用于刮削试验。 4通过 VERICUT数控加工仿真软件建立 YH606数控铣齿机床模型,通过添加西门子 sin840d控制系统,编写数控铣齿加工程序,模拟齿轮刮削过程,通过在VERICUT中建立优化刀具库,分别对大小轮刮削速度进行优化。 5研究常见的刀具材料,对 CBN、硬质合金、高速钢等材料进行分析,选择出合适的刮削刀具材料。研究了弧齿锥齿轮的加工原理,基于金属切削原理与刀具设计方法,参考“格里森制”老构架弧齿锥齿轮铣刀的设计方法,设计并制作本试验的刮削刀盘。 6采用通过 VERICUT进行速度优化后的程序对本课题设计并加工的格里森等高齿锥齿轮在常规格里森铣齿机上进行刮削试验,通过滚动检查,对得到的接触区进行修正,最终得到接触区良好的刮削试验样品,在“JD45+”齿轮测量仪上对刮削后的齿轮进行齿面偏差测量。