剃前滚刀、留磨滚刀计算机辅助及优化设计

论文摘要

随着我国汽车、摩托车工业的飞速发展,作为汽车、摩托车中的重要零件的齿轮,市场对其产品质量、加工效率及交货期都提出了更高的要求。在齿轮加工中,传统的标准滚刀已不能满足市场的需要,出现了大量的非标滚刀需求,而非标滚刀一般依赖进口,不仅价格昂贵且周期长,售后服务不便。为此,论文结合企业实际,围绕提高滚刀设计效率和质量等方面进行了研究和实践。首先,综合调研了国内外滚刀设计情况,根据平面啮合原理,从齿轮齿廓方程推导出齿轮滚刀理论齿廓方程,进行了滚刀基本造型蜗杆及造型误差分析。其次,在既保证齿轮齿形精度要求,又兼顾滚刀可制造性前提下,提出了滚刀优化设计方案,建立了滚切齿轮齿顶修缘、滚切齿轮齿根沉切的数学模型,可实现滚刀倒棱齿形角、修缘起始点高度以及滚切齿轮齿根沉切的优化设计,变压力角滚刀的设计。最后,总结推导了滚刀设计的一套完整算法,并基于Visual Basic 6.0及AutoCAD2002平台,开发了滚刀优化设计及CAD软件。该软件能实现各种滚刀的设计,并具有滚刀齿形展成工件齿形的切削模拟仿真功能。目前,所开发的滚刀优化设计及CAD软件已在企业得到了实际应用,不仅实现了各种非标滚刀的设计,而且能有效提高滚刀设计质量、缩短设计周期,应用效果较为明显。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 齿轮传动及滚齿工作原理简介
• 1.1.1 齿轮传动简介
• 1.1.2 齿轮加工的常用方法
• 1.1.3 滚齿工作原理
• 1.2 滚刀造型原理简介
• 1.2.1 按平面啮合原理计算滚刀齿形
• 1.2.2 奥利弗（Oliver）原理计算滚刀齿形
• 1.2.3 螺旋齿轮的啮合原理计算滚刀齿形
• 1.3 计算机辅助设计技术
• 1.3.1 计算机辅助设计概况
• 1.3.2 计算机辅助设计的发展趋势
• 1.3.3 国内、外刀具计算机辅助设计概况
• 1.4 齿轮刀具的计算机辅助设计现状及发展趋势
• 1.5 课题任务介绍
• 2 齿轮滚刀齿廓设计
• 2.1 渐开线的生成及渐开线圆拄齿轮简介
• 2.1.1 渐开线的产生
• 2.1.2 渐开线的性质
• 2.1.3 渐开线方程
• 2.1.4 渐开线圆拄齿轮及其啮合条件
• 2.2 齿轮滚刀齿廓设计方法
• 2.2.1 滚刀的实质
• 2.2.2 滚刀的基本造型蜗杆及造型误差分析
• 2.3 小结
• 3 剃前滚刀、留磨滚刀优化设计
• 3.1 滚刀倒棱齿形角、修缘起始点高度的优化设计
• 3.1.1 滚刀倒棱齿形角、修缘起始点高度的设计现状
• 3.1.2 滚切齿轮齿顶修缘的数学模型
• 3.2 滚切齿轮齿根沉切的优化设计
• 3.2.1 滚切齿轮齿根沉切的设计现状
• 3.2.2 滚切齿轮齿根沉切的数学模型
• 3.3 变压力角滚刀的设计
• 4 齿轮滚刀优化设计及 CAD软件开发及应用
• 4.1 齿轮滚刀 CAD系统选型
• 4.2 齿轮滚刀 CAD系统程序设计
• 4.2.1 人机交互界面设计
• 4.2.2 系统的开发运行模式及程序框图
• 4.2.3 程序输入窗体
• 4.2.4 程序输出窗体
• 4.3 本设计系统主要解决的技术难题
• 4.4 综合实例
• 4.4.1 方法一
• 4.4.2 方法二
• 4.4.3 方法三
• 5 结论
• 致谢