多圆弧齿廓弧齿锥齿轮啮合原理与设计

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1、宁夏大学硕}j学佗论文第一章概述曼曼曼曼!曼蔓曼曼曼量葛皇曼曼曼皇曼曼曼鼍曼曼曼曼量寰曼舅曼鼍曼鼍毫--IIII．_IliIIiI}础。50年代日本学者酒井高男用二元矢量、张量等数学工具，严密而简洁地论证了有关弧齿锥齿轮的理论问题，还引入了媒介齿轮的概念，导出了滑移线曲率的计算公式，讨论了两类啮合界限问题[9-Io]。国际著名学者F．L．Litvin教授自60年至今～直致力于以格里森锥齿轮设备和加工方法为基础的新的螺旋锥齿轮共轭齿面形成方法的研究1"I!-13]。提出了改善齿面接触特性的齿面综合分析方法及齿面综合优化的数学模型，对各种误差对运动精度的影响进行了解析描述。其研究成果使格里

2、森制齿轮传动的理论分析和加工方法更加完善，齿轮性能更加优越。此外，其他一些学者也在这一方面进行了研究，取得了一定成果。1981年，格里森公司的Krenzer在几何接触分析的基础上，研究了载荷作用下的轮齿接触分析法简称加载接触分析u4’。此后，Litvin采用有限元方法求解了载荷作用下的轮齿啮合状况及载荷作用点的接触应力等，该方法的优点是精确，但计算量大。Gossdin给出了用于求解齿间载荷分配的简化递推公式u51¨，并用有限元的方法求解了轮齿在载荷作用下的弯曲变形。加载接触分析可以揭示处于复杂啮合状态下齿轮的接触机理，在设计阶段通过计算机对轮齿啮合工作状态进行仿真，可以了解设计和工艺参

3、数对轮齿啮合性能的影响，它对提高齿轮承载能力、降低噪声、提高寿命、保证运动平稳性起着重要作用。在此基础上，GLEASoN公司形成了自己独特的弧齿锥齿轮设计、分析、制造、检测技术，从而形成了其在世界上的垄断地位。延伸外摆线齿形制的加工方法¨¨，先由美国和意大利科学家提出，后经瑞士的奥利康(OERLIKoN)-I厂发展，然后在实际生产上获得成功的应用。并且于1948年正式开始成批生产此类机床，此类型的机床还有德国K．LINGELNBERG公司“¨引。由于锥齿轮技术复杂度大，目前仅有美国GLEASON，瑞士OERLIKIDN和德国KLINGELNBERG三家公司拥有该方面技术，并形成准双曲面

4、和延伸外摆线两种齿制。也就是我们平时所说的格里森齿轮、奥利康齿轮和克林贝格齿轮。这两种齿形制都发展成一套完整的技术体系，从软件方面都有一套完整的计算机程序包，在硬件方面都有CNC控制的配套机床，而且都能通过三坐标测量仪，将测量结果反馈给切齿机床，形成一个以磁盘为传输媒体进行数据传递的CNC系统。为适应高速、高效、自动化和柔性化的要求，发展高技术的NC齿轮加工技术，欧美国家的齿轮机床生产厂家和测量仪器生产商联手组成集团，使齿轮设计和加jf进入一个新的阶段。GLEASON公司是准双曲面锥齿轮加1机床的主要供应厂家。该公司原有的GLEASONNoll6／118锥齿轮滚齿机床，采用复杂的机械结

5、构。近年来，使用NC技术开发的PHOENIX(风凰)系列机床，它们可加工两种制式齿轮，取消了传统的摇台机构和刀倾机构，把基本动作浓缩在最小限度的三根线性位移轴和三根同转轴上。目前世界各人汽车公司都买此种机床，大多数川于加I：螺旋锥齿轮。同普通的直齿锥齿轮相比，螺旋锥齿轮的殴计加．[原理相对复杂得多，实用的啮合齿面为两复杂的空间点接触曲面。由于当前拥有该项技术的GLEASON等公司技术垄断，没有公开其核心内容，促使许多国家对该项技术进行研究和探索。我国T-1973年后，主要以“格里森齿制”为主体，曾把“格里森成套技术的研究”列为重点研究课题，原机械．I：业部曾于七十年代将其作为重点组织国

6、内有关力量进行攻关，经过“七五”、“八五”基本上摸清了格里森齿轮的理论基础和加一l：原理。在该jf：作中，吴序堂协2引、董学朱泌301、郑吕启H132I、曾韬口¨41等作出了重要的贡献。2宁夏人学硕Ij学位论文第一审概述在科研、新机床、新刀具、新产品开发以及弧齿锥齿轮和准双曲面齿轮的设计取得了一定的理论技术成果，但在应用技术研究与开发上，差距仍很大。机械式螺旋锥齿轮加工机床基本上是仿制苏联凯陵斯基等人设计的525、528等型号的铣齿机。生产了Y2250、Y2280铣齿机，它是我国各行业加工弧齿锥齿轮和螺旋锥迭轮的主要设备。在“八五”期间，天津机床厂曾研制开发了NC铣齿机，但没有能够以全

7、NC代替复杂的摇台鼓轮机构，并带有刀倾机构，机床结构仍较复杂。只是在保留原摇台刀倾机构的基础上进行局部NC化。在九十年代，对锥齿轮加工机床进行数控研究，实现在原机床主要结构基础上的局部数控化，并且长沙铁道学院负责开发的全数控弧齿锥齿铣床已经获得成功。进入2l世纪，随着我国对螺旋锥齿轮加工机床研制的重视程度加强、科研投入加大，螺旋锥齿轮的一些关键性技术得到突破，我国对高档数控螺旋锥齿轮加工机床核心技术已经有了一定程度舱撑握，湖南中大创远已经能够生