多圓弧齒廓弧齒錐齒輪嚙合原理與設(shè)計(jì)

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1、寧夏大學(xué)碩}j學(xué)佗論文第一章概述曼曼曼曼!曼蔓曼曼曼量葛皇曼曼曼皇曼曼曼鼉曼曼曼曼量寰曼舅曼鼉曼鼉毫--IIII._IliIIiI}礎(chǔ)。50年代日本學(xué)者酒井高男用二元矢量、張量等數(shù)學(xué)工具,嚴(yán)密而簡潔地論證了有關(guān)弧齒錐齒輪的理論問題,還引入了媒介齒輪的概念,導(dǎo)出了滑移線曲率的計(jì)算公式,討論了兩類嚙合界限問題[9-Io]。國際著名學(xué)者F.L.Litvin教授自60年至今~直致力于以格里森錐齒輪設(shè)備和加工方法為基礎(chǔ)的新的螺旋錐齒輪共軛齒面形成方法的研究1"I!-13]。提出了改善齒面接觸特性的齒面綜合分析方法及齒面綜合優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型,對各種誤差對運(yùn)動精度的影響進(jìn)行了解析描述。其研究成果使格里

2、森制齒輪傳動的理論分析和加工方法更加完善,齒輪性能更加優(yōu)越。此外,其他一些學(xué)者也在這一方面進(jìn)行了研究,取得了一定成果。1981年,格里森公司的Krenzer在幾何接觸分析的基礎(chǔ)上,研究了載荷作用下的輪齒接觸分析法簡稱加載接觸分析u4’。此后,Litvin采用有限元方法求解了載荷作用下的輪齒嚙合狀況及載荷作用點(diǎn)的接觸應(yīng)力等,該方法的優(yōu)點(diǎn)是精確,但計(jì)算量大。Gossdin給出了用于求解齒間載荷分配的簡化遞推公式u51¨,并用有限元的方法求解了輪齒在載荷作用下的彎曲變形。加載接觸分析可以揭示處于復(fù)雜嚙合狀態(tài)下齒輪的接觸機(jī)理,在設(shè)計(jì)階段通過計(jì)算機(jī)對輪齒嚙合工作狀態(tài)進(jìn)行仿真,可以了解設(shè)計(jì)和工藝參

3、數(shù)對輪齒嚙合性能的影響,它對提高齒輪承載能力、降低噪聲、提高壽命、保證運(yùn)動平穩(wěn)性起著重要作用。在此基礎(chǔ)上,GLEASoN公司形成了自己獨(dú)特的弧齒錐齒輪設(shè)計(jì)、分析、制造、檢測技術(shù),從而形成了其在世界上的壟斷地位。延伸外擺線齒形制的加工方法¨¨,先由美國和意大利科學(xué)家提出,后經(jīng)瑞士的奧利康(OERLIKoN)-I廠發(fā)展,然后在實(shí)際生產(chǎn)上獲得成功的應(yīng)用。并且于1948年正式開始成批生產(chǎn)此類機(jī)床,此類型的機(jī)床還有德國K.LINGELNBERG公司“¨引。由于錐齒輪技術(shù)復(fù)雜度大,目前僅有美國GLEASON,瑞士OERLIKIDN和德國KLINGELNBERG三家公司擁有該方面技術(shù),并形成準(zhǔn)雙曲面

4、和延伸外擺線兩種齒制。也就是我們平時所說的格里森齒輪、奧利康齒輪和克林貝格齒輪。這兩種齒形制都發(fā)展成一套完整的技術(shù)體系,從軟件方面都有一套完整的計(jì)算機(jī)程序包,在硬件方面都有CNC控制的配套機(jī)床,而且都能通過三坐標(biāo)測量儀,將測量結(jié)果反饋給切齒機(jī)床,形成一個以磁盤為傳輸媒體進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞的CNC系統(tǒng)。為適應(yīng)高速、高效、自動化和柔性化的要求,發(fā)展高技術(shù)的NC齒輪加工技術(shù),歐美國家的齒輪機(jī)床生產(chǎn)廠家和測量儀器生產(chǎn)商聯(lián)手組成集團(tuán),使齒輪設(shè)計(jì)和加jf進(jìn)入一個新的階段。GLEASON公司是準(zhǔn)雙曲面錐齒輪加1機(jī)床的主要供應(yīng)廠家。該公司原有的GLEASONNoll6/118錐齒輪滾齒機(jī)床,采用復(fù)雜的機(jī)械結(jié)

5、構(gòu)。近年來,使用NC技術(shù)開發(fā)的PHOENIX(風(fēng)凰)系列機(jī)床,它們可加工兩種制式齒輪,取消了傳統(tǒng)的搖臺機(jī)構(gòu)和刀傾機(jī)構(gòu),把基本動作濃縮在最小限度的三根線性位移軸和三根同轉(zhuǎn)軸上。目前世界各人汽車公司都買此種機(jī)床,大多數(shù)川于加I:螺旋錐齒輪。同普通的直齒錐齒輪相比,螺旋錐齒輪的毆計(jì)加.[原理相對復(fù)雜得多,實(shí)用的嚙合齒面為兩復(fù)雜的空間點(diǎn)接觸曲面。由于當(dāng)前擁有該項(xiàng)技術(shù)的GLEASON等公司技術(shù)壟斷,沒有公開其核心內(nèi)容,促使許多國家對該項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行研究和探索。我國T-1973年后,主要以“格里森齒制”為主體,曾把“格里森成套技術(shù)的研究”列為重點(diǎn)研究課題,原機(jī)械.I:業(yè)部曾于七十年代將其作為重點(diǎn)組織國

6、內(nèi)有關(guān)力量進(jìn)行攻關(guān),經(jīng)過“七五”、“八五”基本上摸清了格里森齒輪的理論基礎(chǔ)和加一l:原理。在該jf:作中,吳序堂協(xié)2引、董學(xué)朱泌301、鄭呂啟H132I、曾韜口¨41等作出了重要的貢獻(xiàn)。2寧夏人學(xué)碩Ij學(xué)位論文第一審概述在科研、新機(jī)床、新刀具、新產(chǎn)品開發(fā)以及弧齒錐齒輪和準(zhǔn)雙曲面齒輪的設(shè)計(jì)取得了一定的理論技術(shù)成果,但在應(yīng)用技術(shù)研究與開發(fā)上,差距仍很大。機(jī)械式螺旋錐齒輪加工機(jī)床基本上是仿制蘇聯(lián)凱陵斯基等人設(shè)計(jì)的525、528等型號的銑齒機(jī)。生產(chǎn)了Y2250、Y2280銑齒機(jī),它是我國各行業(yè)加工弧齒錐齒輪和螺旋錐迭輪的主要設(shè)備。在“八五”期間,天津機(jī)床廠曾研制開發(fā)了NC銑齒機(jī),但沒有能夠以全

7、NC代替復(fù)雜的搖臺鼓輪機(jī)構(gòu),并帶有刀傾機(jī)構(gòu),機(jī)床結(jié)構(gòu)仍較復(fù)雜。只是在保留原搖臺刀傾機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)行局部NC化。在九十年代,對錐齒輪加工機(jī)床進(jìn)行數(shù)控研究,實(shí)現(xiàn)在原機(jī)床主要結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上的局部數(shù)控化,并且長沙鐵道學(xué)院負(fù)責(zé)開發(fā)的全數(shù)控弧齒錐齒銑床已經(jīng)獲得成功。進(jìn)入2l世紀(jì),隨著我國對螺旋錐齒輪加工機(jī)床研制的重視程度加強(qiáng)、科研投入加大,螺旋錐齒輪的一些關(guān)鍵性技術(shù)得到突破,我國對高檔數(shù)控螺旋錐齒輪加工機(jī)床核心技術(shù)已經(jīng)有了一定程度艙撐握,湖南中大創(chuàng)遠(yuǎn)已經(jīng)能夠生

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