内斜微线段齿轮数字化制造理论研究.doc

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1、内斜微线段齿轮数字化制造理论研究赵韩高峰刘鹏合肥工业大学机械工程学院摘要：微线段齿轮是一种新型齿轮，具有承载高、效率高、寿命长等特点。为弥补对内斜微线段齿轮研宄理论和加工方法的不足，文章借鉴范成法加工齿轮的思想，利用微线段齿条法面齿廓方程，通过坐标变换方法推导丫内斜微线段齿轮的通用齿而方程，并证明了齿而的光滑连续性;针对上述齿而方程，通过编写计算机程序实现了基本齿廓的绘制，并导入三维绘图软件中完成三维模型的创建;利用线切割方法加工出齿轮样件，并与三维模型进行对比，结果表明线性插补法获得内斜微线段齿廓的方法可行。该研究为内斜微

2、线段齿轮应用于高精度传动系统等相关产品的设计和制造提供丫一定的理论参考和应用基础。关键词：内斜微线段齿轮;齿面方程;线性插补;电化学加工;作者简介：赵韩(1957-),男，安徽宿州人，傅士，合肥工业大学教授，傅士生导师.收稿曰期:2016-03-24基金：W家国际科技合作专项基金资助项H(2014DEA80440)Researchondigitalmanufacturingtheoryofinternalbevelmicro-segmentgearZHAOHanGAOFengLIUPengSchoolofMechanical

3、Engineering,HefeiUniversityofTechnology:Abstract：Micro-segmentgearisakindofspecialgearwithcharacteristicsofhighefficiencyandloadingcapacity，longservicelife,etc.Tomakeupthelackoftheoryandprocessingmethodfortheinternalbevelmicrosegmentgear,andinviewoftheprincipleofma

4、chininggearbygeneratingmethod,itscommontoothsurfaceequationwasdeducedbycoordinatetransformingfrombasicracknormalprofile.Thesmoothnessandcontinuityofitstoothsurfacewasalsoverified.The3Dmodelwasbuiltvia3Ddrawingsoftwarebasedonthedrawingofbasictoothprofilebyprogrammin

5、g,andthemodelwascomparedwithagearsampleprocessedbyelectrochemicalmethod.Theresultsshowthatlinearinterpolationisafeasiblemethodtoobtaintheinternalbevelmicro-segmentgearprofile.Thisstudycanprovidetheoreticalsupportandapplicationfoundationfortheapplicationoftheinterna

6、lbevelmicro-segmentgearinthedesignandmanufacturingofhighprecisiondrivesystemsandotherrelatedproducts.Keyword：internalbevelmicro-segmentgear;toothsurfaceequation;linearinterpolation;electrochemicalmachining;Received：2016-03-24内斜齿轮传动具有承载能力大、结构紧凑、啮合平稳、冲击噪声小等优点［1-2］，广泛

7、应用于汽车、船舶、矿山机械、风力发电机械等设备中［3-4］,并具有举足轻重的地位。然而，随着科学技术的进步，传统的渐开线内斜齿传动已不能满足人们对其强度、体积、效率等方面的要求。微线段齿轮是一种新齿廓齿轮，是一种不同于传统渐开线齿轮的全新啮合齿轮。研究表明，微线段齿轮具冇较高的弯曲强度及接触强度，最少齿数较少（3~4齿），啮合效率高。而

8、Aj斜微线段齿轮则可以兼备内斜齿轮和微线段齿轮的优点，能很好地适应现代工业对齿轮传动性能全方位的要求，尤其是在高速、重载和小型化方面将会有很好的运用，具有广阔的应用前景。20世纪80年代末，

9、文献［5］首次提出了微线段齿轮，其齿形由许多微段渐开线连接而成，与传统渐开线齿轮相比，微线段齿轮的承载能力和耐磨性显著提高。本研宄团队多年来一直从事微线段齿轮的相关研宄，解决了微线段齿轮齿廓的形成原理及特性的问题M，推导出了微线段齿轮齿廓的曲线方程和传动效率计算公式m,建立了微线段齿轮的动