微线段齿轮磨削加工方法及性能分析.pdf

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1、第53卷第13期2017年7月机械工程学报JOURNAL0FMECHANICALENGINEERINGVbl．53No．13Jul．2017DoI：10．3901／JME．2017．13．179微线段齿轮磨削加工方法及性能分析术吴其林赵韩邱明明黄康(合肥工业大学机械工程学院合肥230009)摘要：针对没有专用的磨削加工机床和工艺加工新型的微线段齿轮的情况，利用现有的加工设备和检测设备，结合微线段齿轮的特点，提出一套高质量加工该种新型齿轮的方法。其中导出了微线段齿轮磨削曲面的方程、提出了整套的磨削加工工艺，建立了齿廓误差检测方

2、法。通过加工出实际的微线段齿轮，并对其检测齿廓误差以及与渐开线齿轮的效率和振动频谱分析，证明了该加工方法可以加工出高精度的微线段齿轮，且该种新型齿轮与渐开线齿轮相比有更高的效率和更好的传动平稳性。关键词：微线段齿轮；磨削加工；性能分析；齿廓误差；机械效率；振动频谱中图分类号：THl32GrindingMethodandPerformanceAnalysisofMicro—segmentGearsWUQilinZHAOHanQIUMingingHUANGKang(Sch001ofMechanicalEngineenng，Hef

3、eiUniVersi够of1bclmology，Hefei230009)Abstract：Sincemercisnotappr叩riativegrindingmachinesandtecllll0109yforthemanufactLlreofnewmicro·segmentgears，amemodisproposedformaImfacturingmehighqualitymicro-segmentgearsbyusingpresentpmcessingmachinesandtestingequipmemswithcons

4、ideringmecharacteristicsofthenewgears．Inwhich，anequationoftllegrindingsllrfaceofmemicm—segmentgearsisderiVed，asetofgrindingtecllnologyisestablished，andatestingmemodofthenewtootllpmfilesisproposed．Aftermanufacturingthemicro—segmentgears，thee玎orofthetoothprofiles，the

5、mechallicalemciencyandvibrationspectmmofthenewgearsandcorrespondinginVolutegearsaretested．Thea11alysisresultsillus仃atethatmenewgearshavehi曲ermechanicalemciencya11dbetter廿柚smissionstabilit)rthantheinv01utegears．Keywords：micro·segmentgears；舒nding；perfIonnanceamlysis；

6、erroroftlletootllpmfiles；mecha芏1icale伍ciency；vib枷onspec咖O前言齿轮的齿形与结构是齿轮最核心的内容，它决定齿轮传动的主要性能和指标，其他内容则只能在此基础上作局部的改迸。从理论上讲，很多曲线都可以作为齿轮的齿廓曲线，但实际能够用作齿廓曲线的却很少。齿轮诞生初期，由于传动所要求的速度较低，功率较小，齿廓只是简单的直线或粗糙曲线，数学的发展使齿廓有了精确的曲线形状。到目前为止，除了渐开线齿轮外，常用的齿廓曲线也仅有摆线、圆弧等少数几种¨J。通过上百年的发展，这几种齿形的齿轮加

7、工已形成规范的加工方法、工艺和专用的加工机床以及检测设备，使齿轮传动成·国家科技科技合作计划资助项目(2014DFA80440)。20161024收到初稿，20170208收到修改稿为应用最为广泛的机构，也是众多机电装置的关键部件或总成。随着现代机械技术朝着高速、重载和小型化等方向发展，尽管很多新理论和新方法被用于提高齿轮的性能【2J，但传统齿轮已经难于满足要求，非渐开线齿形齿轮的研究成为提高齿轮性能的一条途径。如李海翔等【2。1在渐开线齿轮及分阶式双圆弧齿轮的研究基础上，提出分阶式双渐开线齿轮，这种齿轮既有渐开线齿轮的良好

8、工艺性和动力学特性，同时又有更高的弯曲强度和接触强度，但该种齿轮需要做成斜齿轮而限制了其用途。再如，近年来面齿轮传动得到了较为广泛地重视，如采用面齿轮传动的新型直升机主减速器传动装置的分流传动机构与传统的锥齿轮传动相比，可使传动装置重量下降40％，且动力分流效果好，振动小，噪声低。但该传动