弧形齿万向轴外齿包络法加工及强度分析.pdfVIP

２０１５年１０月 机床与液压 Ｏｃｔ２０１５ 第４３卷 第２０期 ＭＡＣＨＩＮＥ ＴＯＯＬ ＆ ＨＹＤＲＡＵＬＩＣＳ Ｖｏｌ４３ Ｎｏ２０ － ＤＯＩ：１０．３９６９／ ｊｉｓｓｎ１００１ ３８８１２０１５２０００４ 弧形齿万向轴外齿包络法加工及强度分析 王斌 （沈阳工业大学辽阳校区工程实践中心， 辽宁辽阳１１１００３） 摘要： 以弧形齿万向轴为研究对象， 为了解决加工过程中出现的齿面干涉问题， 提出采用五自由度的盘型铣刀空间包 络方法进行加工； 建立弧形齿万向轴的有限元模型， 对弧形齿万向轴结构和强度进行了分析。 关键词： 弧形齿万向轴； 盘型铣刀； 动力学仿真 － － － 中图分类号： ＴＧ５０； ＴＨ１３３４　 　 文献标志码： Ｂ　 　 文章编号： １００１ ３８８１ （２０１５） ２０ ０１０ ３ Ｅｎｖｅｌｏｐｉｎｇ Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｅｘｔｅｒｎａｌ Ｔｏｏｌ ｏｎ Ａｒｃ Ｔｏｏｔｈ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｈａｆｔ ＷＡＮＧ Ｂｉｎ （Ｌｉａｏｙａｎｇ Ｃａｍｐｕｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｐｒａｃｔｉｃｉｎｇ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｌｉａｏｙａｎｇ Ｌｉａｏｎｉｎｇ １１１００３，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔａｋｉｎｇ ａｒｃ ｔｏｏｔｈ ｕｎｉｖｅｒｓａｌ ｓｈａｆｔ ａｓ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｂｊｅｃｔ，ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｏｆ ｔｏｏｔｈ ｓｕｒｆａｃｅ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ， ５ＤＯＦ ｓｐａｃｅ ｅｎｖｅｌｏｐｅ ｍｅｔｈｏｄｗｉｔｈ ｄｉｓｃ ｃｕｔｔｅｒ ｗａｓ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ． Ｔｈｅ ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ａｒｃ ｔｏｏｔｈ ｕｎｉｖｅｒｓａｌ ｓｈａｆｔ ｗａｓ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ， ｓｔｒｕｃｔｕａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｓｔｒｅｓｓ ａｎａｌｙｓｉｓ ｔｏ ａｌｌ ｔｏｏｔｈｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｌｉｍｉｔ ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｗｅｒｅ ｄｏｎｅ ｂｙ ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ｓｏｆｔｗａｒｅ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ： Ａｒｃ ｔｏｏｔｈ ｕｎｉｖｅｒｓａｌ ｓｈａｆｔ；Ｄｉｓｃ ｃｕｔｔｅｒ；Ｄｙｎａｍｉｃｓ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ 　 　 螺杆钻具万向轴作为万向轴的一个重要应用， 在 石油工业中发挥着重要的作用。 伴随着钻井技术的不 断发展， 螺杆钻具万向轴总成的研究得到进一步发 － ［１ ２］ 展 。 鉴于国内外螺杆钻具的使用和加工情况以及国内 螺杆钻具的加工技术水平， 根据螺杆钻具中万向轴的 工作情况， 提出一种齿面为椭球面、 横截面为圆弧的 － ［３ ４］ 新型弧形齿万向轴 。 弧形齿万向轴的内齿圈与外 齿轮组成的啮合副是一对非共轭曲面啮合副， 具有承 载能力高、 许用角度位移大、 传动平稳、 导向平稳、 润滑充分、 加工方便等优点， 逐渐成为螺杆钻具万向 ［５］ 轴的发展趋势 。 １　 弧形齿万向轴外齿轮加工方法 图１　 ＬＸＫ３００ＷＧ型机床结构图 对弧形齿万向轴外齿轮， 作者采用 ＬＫＸ３００ＷＧ