高阶椭圆齿轮的三维实体设计与线切割加工.pdf

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1、兰查垒窒．．：．型曼高阶椭圆齿轮的三维实体设计与线切割加工木史诺，，付建军，，刘琼1，尹莎莎2(1．杨凌职业技术学院，杨凌712100；2．山西农业大学，太谷030801)[摘要】非圆齿轮可以实现周期性的非匀速比运动，在各种精密机械q-都得到了El益广泛的应用。综合应用CREO的参数化设计功能、ADAMs的运动仿真功能、CAXA线切割的代码生成功能实现了三阶椭圆齿轮的设计与制造，为单件及小批量生产场合创建了典型范式，适用于各种类型非圆齿轮的设计与制造。【关键词】高阶椭圆齿轮；CREO；ADAMS；CAXA；线切割【中图分类号】THl32

2、．424【文献标识码】B[文章编码]1003—5451(2017)01—0043—03ThreeDimensionalEntityDesignsandWireCuttingProcessesofHigherOrderEllipticGearsSHINuo，FUJian-jun，LIUQiong，eta1．(1．YanglingVocational&TechnicalCollege，Yangling712100；2．ShanxiAgriculturalUniversity,TaiGu030801)【Abstract】Non—circula

3、rgearcanachievetheperiodicnonuniformmotions，andithasbeenwidelyusedinallkindsofprecisionmachinery．ThedesignsandmanufacturesofthreeorderellipticgearsarerealizedbythecomprehensiveapplicationofCREOparametricdesignfunction，ADAMSfunctionandCAXAwirecuttingsimulationcodegenerati

4、onfunction．Itcreatesatypicalparadigmforsingleandsmallbatchproductionoccasionsandissuitableforthedesignandmanufactureofnon—circulargears．【Keywords】higherorderellipticgears；CREO；ADAMS；CAXA；wirecuttingprocess引言非圆齿轮是一种特殊的齿轮，由于可以实现周期性的非匀速比运动，在轻工自动机械、机床、仪器仪表等精密机械中都得到了日益广泛的应用卜引

5、。非圆齿轮的节曲线是一条自由曲线，节曲线的形状决定了特定的运动关系，是非圆齿轮最重要的特征之一。根据节曲线的形状，非圆齿轮可以划分为椭圆齿轮、卵形齿轮、高阶椭圆齿轮、阿基米德螺旋线齿轮等形式H1。为了在产品设计、样机试制等小批量加工场合实现非圆齿轮的快速、便捷制造，以三阶椭圆齿轮为对象，联合应用CRE0、ADAMS、CAXA进行三维实体设计和线切割加工。术杨凌职业技术学院自然科学研究基金资助项目作者简介：史诺(1985一)，男，硕士，讲师，研究方向为机械制造与自动化。·43·高阶椭圆齿轮的三维实体设计与线切割h_y-1三维设计常见的计算

6、机辅助设计软件具有成熟的圆齿轮设计模块，只需输入齿数、模数、压力角等基本参数后，就可自动生成齿轮的齿廓。不同于圆齿轮的是，非圆齿轮是集成化的零件，综合了凸轮传动与齿轮传动的优点，在各类软件中都不具有相应的智能设计模块，因此设计三阶椭圆齿轮首先需对其运动参数进行分析，然后根据计算结果进行设计。在CREO软件中，利用其参数化的特点进行三维设计，可以分为参数计算与三维建模两大步骤。1．1参数计算三阶椭圆齿轮的节曲线方程为：R=T％式中：西，——主动轮的极角；日——椭圆的长半轴；P椭圆的偏心率。三阶椭圆齿轮的节曲线不出现凹形需要满足的条件是：e

7、≤0．125三阶椭圆齿轮的节曲线的周长为：，’晏厂————■=————一k4日师万．【z√卜苦备si吼却，节曲线周长与齿数z、模数M的关系是：三=丌mz为了保证轮齿的正常啮合，齿数需要满足的条件是：z=3(撕1)Ⅳ为自然数。根据传动比需求、运动特性、齿轮强度等条件确定偏心率、齿数、模数后，带入周长公式中计算，可获得椭圆长半轴的数值，由此得到了节曲线方程，以此为依据可创建三阶椭圆齿轮的实体模型。1．2三维建模非圆齿轮可以法向布齿，也可径向布齿，从传动的精确性考虑，一般情况下采用法向布齿的形式睁】。进行法向布齿的非圆齿轮三维建模有两种方式，

8、解析法和折算齿形法，折算齿形法的意义直观明确、步骤简洁，因此选取折算齿形法进行建模。折算齿形法的原理是以节曲线上每个轮齿的中心点为对象，确定其曲率半径及曲率中心，以该曲率中心及半径做圆，将此圆作为所折算出的