锥齿轮加工工艺及奥利康制等共轭曲率螺旋锥齿轮

锥齿轮加工工艺及奥利康制等共轭曲率螺旋锥齿轮

摘     要

锥齿轮是实现相交轴运动传递的基础元件，由于其传动具有重合度大、承载能力高、传动效率高、传动平稳、噪声小等优点而被广泛应用于汽车、飞机、机床和各种机械产品中。由于其原理上的复杂性，导致机床结构和加工调整在所有金属切削机床中最为复杂且加工周期长。因此，研究高速、高精、高效和柔性自动化的螺旋锥齿轮加工机床显得尤为重要。 由于锥齿轮技术难度大，目前世界上只有美国Gleason(格里森)，瑞士Oerlikon(奥利康)和德国Klingelnberg(克林贝尔)三家公司拥有这方面的技术，他们分别代表了锥齿轮的三种体制，且各成体系，互不公开。数控技术的应用，大大简化了机床机构，现在这些国家已经研制出了螺旋锥齿轮数控加工机床，它的推出令人耳目一新。螺旋锥齿轮是一种可以按稳定传动比平稳、低噪音传动的传动零件，在不同的地区有不同的名字，又叫弧齿伞齿轮、弧齿锥齿轮、螺伞锥齿轮、圆弧锥齿轮、螺旋伞齿轮等。螺旋锥齿轮传动效率高，传动比稳定，圆弧重叠系数大，承载能力高，传动平稳平顺，工作可靠，结构紧凑，节能省料，节省空间，耐磨损，寿命长，噪音小。在各种机械传动中，以螺旋锥齿轮的传动效率为最高，对各类传动尤其是大功率传动具有很大的经济效益；传递同等扭矩时需要的传动件传动副最省空间，比皮带、链传动所需的空间尺寸小；螺旋锥齿轮传动比永久稳定，传动比稳定往往是各类机械设备的传动中对传动性能的基本要求；螺旋锥齿轮工作可靠，寿命长。

关键词： 加工工艺  啮合  共轭    锥齿轮  摆线                                                                            

目  录

中文摘要 i

英文摘要 ii

目录 iii

第一章   绪论 1

1.1    论文內容概述 1

1.1.1  研究内容 1

1.1.2  研究目标 1

第二章  锥齿轮毛坯的车削加工工艺 2

2.1  引言 2

2.2  数控车床加工工艺处理 2

     2.2.1  确定工件的加工部位和具体内容 2

     2.2.2  确定工件的装夹方式与设计夹具 2

     2.2.3  确定加工方案 2

     2.2.4  确定切削用量与进给量 4

2.3  过程分析 5

   2.3.1  图纸分析 5

   2.3.2  工艺处理 5

   2.3.3  刀号的选择 7

   2.3.4  数值计算 7

   2.3.5  编程 7

2.4  锥齿轮毛坯的车床加工程序 8

   2.4.1  齿轮轴毛坯的加工程序 8

   2.4.2  大锥齿圈毛坯的加工程序 10

   2.4.3  内锥齿轮毛坯的加工程序 11

   2.4.4  偏摆大锥齿轮毛坯的加工程序 12

2.5  锥齿轮毛坯加工过程实物图 14

第三章  锥齿轮铣齿的加工工艺 16

3.1 锥齿轮加工技术概述 16

3.2 传统螺旋锥齿轮加工方法主要特点 16

3.3 数控齿轮加工机床的特点 17

3.4 对刀步骤 18

3.5 锥齿轮加工刀具 18

3.5.1 直齿锥齿轮刀具 18

3.5.2 弧齿锥齿轮铣刀盘 19

3.5.3 延伸外摆线齿锥齿轮铣刀盘 19

3.6 螺旋锥齿轮的加工原理及加工工艺 20

3.7 数控铣齿程序 21

3.8 齿轮成品实物图 22

第四章   圆锥齿轮的精确三步铣齿 23

4.1  圆锥齿轮的加工 23

4.2  铣刀的选择 23    

4.3  分度方法 23

4.4  基本操作过程 23

第五章   摆线制螺旋锥齿轮 26

       5.1  概述 26

            5.1.1 曲线齿锥齿轮不同加工方法特点 26

            5.1.2  cyclo—palloid齿形特点 28

                   5.1.2.1    cyclo—palloid齿制的发展 28

                   5.1.2.2    “HPG”加工法简介 28

            5.1.3  cyclo—palloid 锥齿轮及其加工特点 29

               5.1.3.1  C—P锥齿轮的齿形特点及加工方法 29

                   5.1.3.2  加工软、硬齿面的AMK加工机床特点 29

                   5.1.3.3  刀具系统 30

                   5.1.3.4   C—P锥齿轮的加工精度 30

                   5.1.3.5   C—P锥齿轮的承载能力 31

                   5.1.3.6   应用范围 31

             5.1.4  cyclo—palloid 锥齿轮研究的必要性 31

       5.2  C-P 锥齿轮基本啮合分析及加工原理 33

          5.2.1   锥齿轮的基本啮合分析 33

               5.2.1.1   锥齿轮的正确啮合条件 33

5.2.1.2   齿面法向方程式 33

5.2.1.3   齿轮的啮合轴 35

5.2.2  C—P锥齿轮的基本成形原理 35

5.2.3  产形面的形成及其方程 37

5.2.4  保证啮合局部共轭的条件 46

第六章   螺旋锥齿轮刀具的设计和制造 48

          6.1  铣刀盘的结构设计 48

             6.1.1  对齿形的分析 48

             6.1.2  铣刀盘结构 49

          6.2  刀片的设计制造 51

          6.3  刀片实物图 53

第七章   结论 54

参考文献 55

致谢 56

附录A    程序运算数据结果A 57

附录B    程序运算数据结果B 60

附录C    程序运算数据结果C 61