弧齿锥齿轮参数化建模与数控加工.pdf

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1、弧齿锥齿轮参数化建模与数控加工ParametricModelingandNCMachiningofSpiralBevelGear领域：机械工程作者姓名：任士明指导教师：杨志永教授企业导师：张新波高级工程师天津大学机械工程学院二零一三年五月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日我是爱天大的！

2、！学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日摘要格利森（Gleason）制弧齿锥齿轮具有承载力强，重合度大，高速传动时振动小、噪音低且传动平稳，可获得大传动比等优点，在汽车、重载荷机械装备和石油化工等领域应用非常广泛。弧齿锥齿轮齿形结构独特，齿长为产形轮圆弧齿线，齿廓为精确的

3、球面渐开线，采用传统的设计方法设计一组较为合理的齿轮副要反复修正参数、多次校核计算，花费很长时间才能实现；在加工过程中，为了制造方便，通常选用背锥渐开线代替球面渐开线，此原理误差导致齿面无法啮合,接触区不良，噪音增加，强度降低等诸多问题。针对上述提到的弧齿锥齿轮在设计和加工上的缺点，本文的研究工作和成果概括如下：首先，分析了格利森制弧齿锥齿轮球面渐开线的形成原理，推导出了直角坐标系下球面渐开线方程。其次，在UG环境下，对格利森制弧齿锥齿轮进行了精确建模和全参数化计算机辅助设计，完成了锥齿轮副的三维实体模型。采用UG的虚拟装配和运动仿真技术，在设计过程中对产品装配进行干涉检测并进行设计的合

4、理性分析。最后，通过UG-CAM软件的NC编程功能，自动完成了对弧齿锥齿轮数控加工程序的编制，并在五轴数控机床上实现了对弧齿锥齿轮轮齿的切制，通过对加工完成齿轮的检测分析，验证了弧齿锥齿轮加工工艺的可行性。关键词：弧齿锥齿轮，参数化设计，数控加工ABSTRACTGleasonspiralbevelgear,whichcanoffermanyadvantagesofstrongerbearingcapacity,highercoincidencedegree,smallervibrationandlowernoise,smoothertransmissionandlargertransmi

5、ssionratio,hasbeenwidelyusedinautomobile,heavyloadsequipment,andpetrochemicalfields.Spiralbevelgeartoothhasuniquestructure,andtheprofileisprecisesphericalinvolutewhichismanufacturedbytheuseoftraditionaldesignmethodtosetagroupofreasonablecorrectionparametersandseveraltimesofcheckingcalculation.Ino

6、rdertofacilitatethemanufactureofthegear,thebackconeinsteadofsphericalinvoluteforgearcuttingisusuallychosen.Thismethodproducestheprincipleerrors,whichleadtomanyproblemssuchasthetoothsurfacecannotbeengaged,poorcontactarea,largernoise,andlowerintensity.Duetothedisadvantagesofthespiralbevelgearindesi

7、gnandmanufactureprocess,themainresearchcontentsandcontributionsaredescribedasfollows:Firstly,theformationprincipleofgleasonspiralbevelgearisanalyzed.Also,thesphericalinvoluteequationincartesiancoordinatesystemisdeduced