UG GRIP的弧齿锥齿轮参数化建模方法.docx

UG GRIP 得弧齿锥齿轮参数化建模方法 UG GRIP 得弧齿锥齿轮参数化建模方法 ? ? 基于 UG GRIP,本文针对弧齿锥齿轮建模方法进行了深入细致得研究。首先介绍了弧齿锥齿 轮建模得总体方案。其次详细说明了大轮得展成法建模原理 轮建模得总体方案。其次详细说明了大轮得展成法建模原理;对于小轮得造型,基于共轭理论，提 出了一种用工具大轮与小轮坯体进行展成布尔运算得实体建模得创新方法 出了一种用工具大轮与小轮坯体进行展成布尔运算得实体建模得创新方法,从而得到小轮模型。 采用此方法造型弧齿锥齿轮小轮比其它造型方法简便 采用此方法造型弧齿锥齿轮小轮比其它造型方法简便,就是弧齿锥齿轮参数化建模与加工得一种 实用得新方法。接着以一对齿数为 实用得新方法。接着以一对齿数为 2１-3５、模数为 13 得齿轮副为例,详细图解说明了整个建模 过程。最终还对建立得模型进行了数控加工试验以验证上述方法得正确性。 １ 前言 ? 弧齿锥齿轮就是一种节锥齿线为曲线、用来传递在一个平面内得两相交轴之间得定传动比回转运动得齿轮[1]。由于其承载能力大、传动平稳、噪声小、结构紧凑等优点,就是航空、造船、汽车、能源、装备、国防等部门产品得关键零件，因此弧齿锥齿轮生产在现代化机械制造业 中占有十分重要得地位 ［1－3]。 ? 其制造主要使用专用得齿轮加工机床。目前国内使用得齿轮加工机床主要有美国格里森公司生产得 No、１16 铣齿机、Ｎo、６０9 拉齿机、No、463 磨齿机与国产得 Y22８０铣齿机等[１］。随着科技得进步、技术得创新,数控化得切齿加工机床纷纷涌现。但就是由于机床结构、机床尺寸等因素得制约，每一种机床都有对应得技术规格，如最大加工模数、最大加工锥距、最大加工直径等,因此无法加工一些尺寸超过其技术规格得齿轮副(如大模数得油田、煤矿机械使用得大型弧齿锥齿轮副)。而且弧齿锥齿轮加工中仍然存在着众多问题,如:加工过程烦琐、加工周期长、人力与资金投入大等[4]。? ? 因此如何解决加工专用机床与齿轮副尺寸之间得矛盾以及准确地预报锥齿轮齿形、接触区等问题始终就是从事齿轮技术领域学者们致力于研究得内容。基于此, 本论文提出了一种适用于通用多轴机床数控加工得格里森弧齿锥齿轮得新得建模与加工方法,并利用 UG GRＩP 编制了相应得锥齿轮建模软件。由于锥齿轮模型在 UG 软件上建立，其尺寸不受任何限制,实际加工中只要所用得多轴数控加工中心足够大即可,这样完全解决了专用机床 尺寸得制约问题。2 ? ? 弧齿锥齿轮建模总体方案概述 传统得锥齿轮加工方法分为大轮成形法、滚切法,小轮刀倾法、变性法等［１]。本文基于传统得格里森锥齿轮加工方法,提出得具有创新意义得建模新方法其总体方案路线流程如图１所 示。建模主要分成三个步骤:大轮建模、小轮建模、接触区控制调整。从图中可瞧出,具体得过程 为:先用双面刀盘展成大轮坯体得到大轮模型,但此时得到得大轮齿面不光滑,由一些小碎面组成, 还不就是最终得模型。对大轮齿面进行光顺重构后,才能得到大轮最终模型。然后用不同得刀盘 布尔运算展成大轮轮坯得到工具大轮。工具大轮齿面重构后,接着再用它布尔运算展成小轮毛坯， 得到了小轮模型,此时得到得小轮齿面也不光滑。小轮齿面也进行重构后,得到小轮最终模型。大小轮都确定后,可进行虚拟装配与接触区分析。 图 1 双面精切刀盘展成法切制大轮整体路线流程图 双面精切刀盘展成法切制弧齿锥齿轮大轮原理? 3、1 大轮齿坯与双面铣刀盘得建模 齿坯与双面铣刀盘都就是回转体，所以建模相对简单。大轮精切双面刀盘建模参数主要有刀 盘半径、刀顶距、内外刃齿形角、刀尖圆角等,可由格里森 SB 计算卡获得；大轮齿坯尺寸可由设计图纸获得。造型时坐标系原点设在大轮轴交错点,并让铣刀盘得刀尖平面通过原点。首先确 定双面铣刀盘与大轮齿坯造型点得坐标位置后,再依次将各点连接成直线或曲线,将这组曲线绕旋转轴旋转３６0°，这样就可以得到铣刀盘与大轮齿坯实体。3 ? ?、２展成法切制大轮机床调整参数计算? ? 用展成法加工弧齿锥齿轮大轮时,其机床调整参数按格里森ＳB 计算卡计 算。由于本文介绍得齿轮建模仿真方法只就是模拟格里森机床加工弧齿锥齿轮得过程，要得到就 是齿面得最终模型，以便用于数控加工。故大轮不需粗切,直接采用双面刀盘精切即可。具体得大轮精切调整计算卡可见参考文献[5]。 3、３模拟机床调整展成布尔运算得到大轮模型? 通过上一节中得大轮精切调整计算卡可得到大轮调整得 3 个基本参数:轮坯安装角、偏心角、摇台角。其中轮坯安装角为齿坯调整参数, 偏心角、摇台角为刀盘调整参数。上述得齿坯与刀盘得调整参数在格里森机床上都可以直接调整。 格里森机床得机构简图如图 2 所示。 ? ＵＧ环境下,绝对坐标系就是始终固定