文档介绍：内蒙古科技大学硕士学位论文
摘要
本文在分析格里森及奥利康两大齿制的螺旋锥齿轮的啮合原理、传动特性及加
工制造工艺的基础上提出了一种新型的格里森齿制的螺旋锥齿轮——对数螺旋锥齿
轮。该种齿轮具有在齿面的齿向线上各点的螺旋角处处相等的独特特点,使得在啮
合传动过程中具有传动平稳、重合度较大、承载能力高、可靠性高、噪声小、寿命
较长等特点,在加工制造方面随着数控多轴机床的的广泛应用使其加工工艺智能
化、误差较小及过程相对简单的优良特点。
通过对已研究完成的对数螺旋锥齿轮的啮合原理及传动特性的分析,结合格里
森螺旋锥齿轮的加工工艺特点深入的研究了该种新型螺旋锥齿轮的加工制造原理及
工艺特点:通过对设计实例的三维造型设计,编制了数控加工程序,在五轴数控机
床上实现了齿轮的实体加工,制造出一对对数螺旋锥齿轮,并经过对齿轮的啮合检
测实验分析,验证了对数螺旋锥齿轮加工工艺的可行性。
本文主要的研究工作有以下几方面:
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齿轮的位置关系及相对运动等问题后,严格按格里森齿制的要求,结合该种新型齿
轮的自身特点,确定了加工时必要的机床调整参数。
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参数确定后,通过三维建模技术对该齿轮进行了实体仿真,成功地对一对完整啮合
的对数螺旋锥齿轮完成了实体建模,从而验证了设计参数的正确性及合理性。
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实体模型建立的前提下,对对数螺旋锥齿轮加工工艺进行了深入的分析研究,编制
了在五轴联动加工中心上的数控加工程序,并实现了对数螺旋锥齿轮实体样件的加
工,经啮合实验检测后表明:这种新型螺旋锥齿轮传动形式基本实现了等螺旋角啮
合,具有较大的啮合接触域,验证了其加工工艺的正确性及可行性,实现了设计的
预期目的,为工程实践应用提供了可能。
关键词:对数螺旋线,螺旋锥齿轮,加工工艺
内蒙古科技大学硕士学位论文

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符号清单
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引言
齿轮传动作为一种传统、高效的传动形式很早以前就出现了,随着科学技术的进
步,出现了一系列的齿轮传动形式,并形成了相应的齿轮啮合理论、设计、加工方法,
这些工作都丰富和发展了齿轮传动理论体系。
对数螺旋线是一种具有实用价值的曲线,由于其优良的工程应用特性,在动力机
械、设计造型、建筑等领域应用广泛,注意到这一点后,本课题结合对国外齿轮传动与
发展的分析研究,将其引入到齿轮传动领域,并将其最优良的工程特性:同一条对数螺
旋线上各点螺旋角处处相等,对数螺旋线和它的等距曲线全等,成功地应用到锥齿轮的
齿面节线上,形成一种新型的齿轮传动形式——对数螺旋锥齿轮传动,试图解决目前螺
旋锥齿轮传动中存在的不同啮合点处的螺旋角不相等带来的动力传递效率低、摩擦磨损
严重、传动不平稳等的缺点
本课题以齿面节线为对数螺旋线的螺旋锥齿轮为主要研究对象,在分析研究了其啮
合理论及传动设计参数后,对其加工工艺做了系统的分析研究。
对数螺旋锥齿轮的啮合理论和传动设计的研究成果对其加工工艺的研究提供了很好
的理论依据,由于普通螺旋锥齿轮不论是在啮合还是在传动的平稳隙即嬖诮洗蟮奈
题,造成使用寿命短的致命缺点,在此基础上提出了一种以齿向线为对数螺旋线的螺旋
锥齿轮,不同于齿向线是圆弧线、渐开线和延伸外摆线的普通螺旋锥齿轮,这样其齿向
线上各点螺旋角理论上就应该是处处相等的,大大的提高了其啮合及传动性能;而普通
螺旋锥齿轮齿向线上各点的螺旋角是不相等的,因此用“名义螺旋角唇频男拚
形以改进啮合及传动不平稳的缺点,给加工制造上带来了很大的困难。上述的原因造成
了现在绝大多数的螺旋锥齿轮都有相应的专用加工机床,这给齿轮的数控化加工及提高
加工效率、精度方面带来了较大的难度。
本文在上述的一系列背景下对对数螺旋锥齿轮的加工制造工艺做了以下几方面的研
究:
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螺旋锥齿轮的齿坯参数。
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确性。
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确定了加工刀具参数和机床调整参数。完成了对数螺旋锥齿轮实