基于CAD的直齿圆柱齿轮和螺旋齿轮的滚齿过程的模拟.docVIP

基于CAD的和螺旋齿轮的滚齿过程的模拟 摘要针对齿轮滚齿加工的准确和仿真的模拟，我们提出了一个有效的和事实的逼近，基于三维计算机辅助设计滚齿机运动学直接应用于一个齿轮间隙. 每个生成的位置，制定一个空间表面的路径限定工件的穿透体积. 滚刀和工作齿轮的相对旋转和位移的结合所产生的三维表面路径是用来分割受到的体积. 同时了和剩余生成的三维实体几何数据和齿轮提供整体的几何信息，如切削力，刀具应力的预测，需要进一步研究的，磨损的发展以及优化齿轮滚齿过程。 关键词 滚齿机制造仿真?CAD建模 1 滚齿机是一种广泛应用于生产过程，任何外部齿旋转中心统一开发的形式建设。相比传统的机械加工，如车削和铣削，滚齿过程是一个复杂的金属切削技术 虽然这是使用最广泛的齿轮粗加工过程中，其复杂性和成本，让这种技术鲜为人知. 过程中的运动学原理是基于三个工件与滚刀刀具之间的相对运动对于或螺旋齿轮的生产，工件具有一定的恒定角相对齿轮滚刀旋转同步速度旋转其对称轴工作台或滚刀沿选定进给率的工作轴，取决于所使用的滚齿机。已为模拟齿轮滚齿过程中的变异近似数值分析模型的发展建议，旨在测定变形的芯片几何形状，切削力元件和刀具磨损的发展[1，2]。这三个模拟结果的工业重量相关与齿轮滚齿过程的每单位成本效率的优化。变形的芯片几何形状是一个重要的参数，以确定切削力组成部分，以及预先设定的刀具磨损的发展，他们两个，重要的成本滚齿机过程[3]的相关数据。为有效规范滚刀设计参数和允许的对准错误的公差，金[4]提出了一种代表一个参数形式的滚刀齿廓的几何形状和表面生成的齿轮滚刀的函数方程确定的方法设计参数，并通过数学模型的生成过程中产生的运动的规格。面对滚齿机螺旋锥齿轮和牙齿表面几代人的数学模型啮合模拟范，和牙齿接触分析程序的开发研究工作[6-11]提供齿轮数值模拟的基本知识滚齿加工，后来在新的近似提出了类似的建模策略[12-17]的基础上。提出这些近似方法测定为滚齿机过程的结果的，但主要这些方法的特点是实际减少三维平面模型的过程，主要用于简化的原因。其中前者的应用近似??是导致平面结果，不需代表真正的精确的立体几何和直接依赖从各种不同的输入与精度的齿轮，参数，如计算飞机的数量。此外，任何后加工提取的和齿轮平面几何图形，例如，有限元分析，需要额外的数据处理，从而导致二维的结果补充插值专注于齿轮的现实和精确的模拟滚齿机过程中，没有必然的建模不足，我们提出一种方法制造的模拟在这项研究工作的鞭策和螺旋齿轮。一个软件计划称为HOB3D，原定在[18]提出，用于对存在的商业CAD系统的指导下，利用其强大的建模和图形处理能力。HOB3D是建立在计算机代码在Visual Basic中，这种能力延伸到其他切割工艺的基础上相同的切割原则。由此产生的实体模型输出格式提供逼真的零件，芯片和工作齿轮，容易为进一步的个别研究，或作为任何输入管理其他的CAD，CAM或有限元分析的商业软件系统。2?滚刀3D建模过程滚刀和工件之间的滚动原则齿轮滚齿过程从传统的不同铣削。介绍图。?1，过程中的问题从几何特征的基本规定被削减的齿轮，将用于滚刀和它们之间的涉及运动学 图1齿轮基本参数一个齿轮的几何形状基本描述六个参数：模块（M），齿数（Z2），外直径（DG），螺旋角（公顷），齿轮宽度（W）和压力角度（次）。这些参数的相关性，自动产生滚刀刀具模块（M），而其他刀具几何参数外径（DH）列数（NI），起源（Z1），轴间距（?）和螺旋角（γ），是被选择的选项只要两个几何参数合并后的部分设置，运动学链初始化。滚刀的螺旋角和工作齿轮规定设置的角度（θS）之间的部件和的方式，他们的相对运动将发生。三个不同的切削运动是必需的：工具旋转其轴线，刀具的轴向位移和工件关于它的轴旋转。通过这些手段，方向轴向进给（FA）规定了两种不同的滚齿机策略：爬升（CL）和向上切（UC）。以防螺旋齿轮，存在两个额外的变化，刀具螺旋角（γ）相比，螺旋齿轮（公顷）。如果滚刀螺旋齿轮螺旋角的方向是一致的倾斜的类型设置等定向（ED）的过程中，如果不反方向（CD）正如图。2，输入初始化后数据是建立在坚实的工作齿轮几何CAD环境和滚刀齿耙脸部轮廓数学和视觉的形成。在同一时刻大会的有效切削滚刀齿（N）是确定和滚齿过程中的运动学直接适用于一个立体的牙间隙图1滚齿机的基本参数348研究高级制造业│TECHNOL（2009）41:347-357齿轮旋由于Y轴度量配置问题。此外，每形成一个立体的表面产生的位置（例如，连续齿贯穿），滚刀和工件齿轮的分配相结合，作为轨道计算的空间样条。这些三维表面路径是用于识别片立体几何变形的分裂受到的体积创建终于芯片和剩下的工作齿轮坚实的几何形状。图2流程图计划3?HOB3D仿真在这种方法中，每一个旋转和位移，滚刀和工件齿轮之间在模拟过程直接转移