变螺旋角斜齿轮加工技术的研究

论文摘要

本文提出了一种新型传动结构,即一对直斜齿轮之间的共轭传动,它打破了常规的齿轮传动规律,相共轭的一对齿轮的螺旋角不等。其中,主动齿轮(从动齿轮)为渐开线齿廓的直齿轮,而从动轮(主动齿轮)却为渐开线齿廓的变螺旋角的斜齿轮。所谓的变螺旋角,即是指斜齿轮的螺旋角大小和方向均按一定的规律发生周期性的变化。这种独特而新颖的齿轮传动方式,具有结构更加简单紧凑,体积小,传动比大,传动效率高等独特优点。直斜齿传动是一种新颖的传动方式,2000年由意大利人提出,2004年我国才开始引进,目前主要用于建材行业墙地砖和石材的深加工设备中。在这种传动中,变螺旋角斜齿轮的加工是该技术的核心,一直被国外所保密,为了彻底解密该项技术、早日实现国产化,作者在深入剖析该种传动结构特点的基础上,基于一般斜齿轮的加工原理,结合不同的生产条件和生产工况,提出了不同的加工方法。在批量不大和精度不高的情况下,建议采用成形法加工,本文探讨了采用普通铣床、镗铣床、数控铣床的成形加工方法,并给出了相应的工艺装备的设计方法及原理。对于大批量生产,可采用高效、高精度的范成法加工的措施。本文全面研究了采用滚齿机、数控滚齿机的范成加工工艺方法,也给出了为保证加工要求而进行专用的工艺装备设计的原理。针对变螺旋角的特点,为了保证范成法加工的实现,确定斜齿轮差动的要求,建立了相应的数学模型,并推荐采用圆柱凸轮滚子机构,在保证滚刀安装角实现周期性变化的同时,通过间歇过渡段来实现导程不同的补偿。通过实例验证和三维软件仿真表明,所建立的圆柱凸轮滚子机构实现螺旋角的变化的数学模型正确合理,能满足加工要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 插图或附表清单
• 1 绪论
• 1.1 直斜齿传动原理简介
• 1.1.1 直斜齿传动原理
• 1.1.2 直斜齿传动的特点
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 本课题的研究意义
• 1.3.1 该种传动方式的研究背景
• 1.3.2 本课题研究的实用价值
• 1.3.3 本课题研究的经济价值
• 1.4 本课题的研究的主要内容
• 1.5 本课题的研究的主要方法
• 1.5.1 常规齿轮的加工方法
• 1.5.2 加工变螺旋角斜齿轮的主要构想
• 2 范成法加工变螺旋角斜齿轮的工艺措施
• 2.1 普通滚齿机的加工方法
• 2.1.1 滚齿加工的工作原理
• 2.1.2 加工常规齿轮的方法
• 2.1.3 加工变螺旋角斜齿轮的方法
• 2.2 数控滚齿机的加工方法
• 2.2.1 数控滚齿机的工作原理
• 2.2.2 数控滚齿机加工变螺旋角斜齿轮的方法
• 3 成形法加工变螺旋角斜齿轮的加工方法
• 3.1 普通铣床的加工方法
• 3.1.1 实现变螺旋角斜齿轮加工的机构
• 3.1.2 加工变螺旋角斜齿轮专用工装的装配三维图
• 3.2 数控铣床的加工方法
• 3.2.1 三坐标数控铣床的加工方法
• 3.2.2 四坐标数控铣床的加工方法
• 3.2.3 五坐标数控铣床的加工方法
• 3.3 镗铣床的加工方法
• 3.3.1 实现变螺旋角斜齿轮加工的机构
• 3.3.2 加工变螺旋角斜齿轮专用工装的装配三维图
• 4 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文