圓弧齒線圓柱齒輪齒面方程及參數(shù)化建模研究

圓弧齒線圓柱齒輪是一種具有嚙合性能好、重合系數(shù)大、驅(qū)動平穩(wěn)、噪聲低、效率、使用壽命長等特點(diǎn)的齒輪副,其能夠很好的彌補(bǔ)現(xiàn)有齒輪驅(qū)動副的不足。為了進(jìn)一步研究其特性,根據(jù)旋轉(zhuǎn)刀盤法加工圓弧齒線圓柱齒輪的原理和嚙合原理,推導(dǎo)了其齒面方程;同時,利用二次開發(fā)技術(shù),模擬旋轉(zhuǎn)刀盤法完成了其參數(shù)化建模設(shè)計,提了建模效率和有效性,為后續(xù)的仿真分析提供了正確的三維模型。

  齒輪驅(qū)動裝置作為一種力和速度的轉(zhuǎn)換器,被地應(yīng)用于工業(yè)的各個領(lǐng)域;漸開線齒輪是眾多齒輪中應(yīng)用的一種,但目前使用的漸開線系列齒輪中或多或少都存在著一定的不足,如直齒圓柱齒輪驅(qū)動平穩(wěn)性較差,且傳遞的載荷不夠大,斜齒輪存在軸向力,而人字齒輪加工工藝復(fù)雜等2圓弧齒輪是一種的齒輪副,由日本學(xué)者長谷川吉三郎等人提出,之后,的吳偉偉、鄒旻、宋愛平等多個學(xué)者對該齒輪進(jìn)行了研究。研究表明,該齒輪具有很多特點(diǎn),如嚙合性能好、重合度大,軸向力可以相互抵消,使用與安裝要求低等特征,可解決直齒圓柱齒輪驅(qū)動平穩(wěn)性較差,易產(chǎn)生沖擊、振動和噪聲,以及傳遞載荷有限等問題,也可解決斜齒輪驅(qū)動效率低、人字齒輪加工工藝復(fù)雜等問題。在大多數(shù)應(yīng)用環(huán)境下可以代替直齒、斜齒及人字齒圓柱齒輪的應(yīng)用。同時,外學(xué)者對圓弧齒輪進(jìn)行了應(yīng)力分析、加工方法、嚙合特性等方面的研究。其中,常青林7等對圓弧齒線圓柱齒輪的兩種加工工藝(旋轉(zhuǎn)刀盤和平行連桿法)進(jìn)行了深入對比分析,得出旋轉(zhuǎn)刀盤法加工具有更好的工藝性能。

  應(yīng)用旋轉(zhuǎn)刀盤法以及嚙合原理對圓弧齒輪這種齒輪副的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了研究,并利用UG/ Open Grip 進(jìn)行二次開發(fā)完成了這種圓弧齒輪的參數(shù)化建模系統(tǒng)設(shè)計。