螺旋伞齿轮新加工方法及关键技术的研究

摘要

深入研究了基于产形面的齿面坐标点计算方法和基于B样条插值的齿面坐标点计算方法，并讨论了这两种方法的适用范围。 为了解决大批量Gleason制螺旋锥齿轮制造中的热后精整问题，本文提出了将珩齿技术应用于螺旋锥齿轮的硬齿面加工中，并提出了珩磨轮的优化设计方法，研究了珩磨轮的特殊制造工艺中存在的拨模干涉检验、干涉修正及金属模的加工方法等问题。深入研究了基于Gleason制螺旋锥齿轮铣齿机的珩磨轮的制造方法，详细介绍了产品轮及珩磨轮的齿面几何参数的计算方法以及加工珩磨轮的刀具及机床调整参数的确定方法。 为了解决大规格及单件小批量Gleason制螺旋锥齿轮的制造工艺问题，本文建立了基于通用刀具的螺旋锥齿轮及金刚石修整轮制造体系，深入研究了粗、精加工中刀位轨迹的规划及刀具位姿的确定方法，并将研究成果应用于螺旋锥齿轮的五轴联动数控加工中，加工实例表明，本文的理论分析、齿面数学模型和刀位计算方法是正确的，基于通用指状刀具的螺旋锥齿轮的制造方法不仅是可以实现的，而且对于某些特定的应用场合是一种经济、高效和具有快速响应能力的制造方法。

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致谢

1 引言

1.1传统的螺旋锥齿轮的加工方法

1.1.1统一刀盘法

1.1.2双重切削法

1.1.3硬齿面研齿

1.1.4硬齿面磨齿

1.1.5硬齿面刮削

1.2国外螺旋锥齿轮数控机床的发展进程

1.3国内螺旋锥齿轮制造业现状

1.4论文的主要工作

2 齿面坐标点的计算方法

2.1 基于产形面的齿面坐标点计算方法

2.1.1产形面的表达方法

2.1.2产形面与被加工齿面间的运动学关系

2.1.3齿面上指定点的获取方式

2.1.4齿面点计算中的一些特殊问题及处理方法

2.2基于均匀B样条插值的齿面坐标点计算方法

2.2.1齿面网格的生成

2.2.2控制网格的生成

2.2.3齿面插值算法

2.3两种齿面坐标计算方法的适用范围

3 Gleason制螺旋锥齿轮珩磨技术的研究

3.1 螺旋锥齿轮珩磨轮的设计方法

3.1.1珩磨轮的节锥面设计

3.1.2珩磨中的啮合界限

3.1.3珩磨轮参数的优化设计

3.1.4计算实例

3.2螺旋锥齿轮珩磨轮模具成型技术的研究

3.2.1拨模干涉检验及其计算

3.2.2拨模干涉修正方案

3.2.3金属模的加工方法

3.3珩磨工艺初探

3.3.1珩齿工艺

3.3.2珩磨轮的修形原理

4 基于Gleason制螺旋锥齿轮铣齿机的珩磨轮制造方法的研究

4.1 齿轮副齿面二阶、三阶几何参数的确定方法

4.1.1刃锥面和大轮齿面上的计算参考点

4.1.2大轮齿面的二阶和三阶几何参数

4.1.3小轮齿面的二阶和三阶几何参数

4.2珩磨轮齿面几何参数的确定方法

4.3加工珩磨轮的刀具及机床调整参数的确定方法

4.3.1安装根角和参考点的位置

4.3.2精切珩磨轮的刀盘半径

4.3.3精切珩磨轮的机床调整参数

5 基于指状刀具的螺旋锥齿轮及珩磨轮制造工艺研究

5.1 刀具种类和刀具直径的确定

5.2粗加工刀位轨迹规划

5.3 粗加工刀具位姿的确定

5.4精加工刀位轨迹规划

5.5精加工刀具位姿的确定

5.6加工实例

6 总结及展望

6.1全文总结

6.2有待进一步研究的工作

参考文献

索引

作者简历