斜齿轮成形磨削砂轮修形与仿真

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1、２０１０年１０月农业机械学报第４１卷第１０期ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００１２９８．２０１０．１０．０４５斜齿轮成形磨削砂轮修形与仿真１２２２苏建新邓效忠任小中张立功（１．西北工业大学机电学院，西安７１００７２；２．河南科技大学机电工程学院，洛阳４７１００３）【摘要】根据斜齿轮成形磨削过程中砂轮与齿轮之间的运动关系，建立了斜齿轮成形磨削的数学模型；通过推导成形砂轮与被加工齿面的接触条件方程，得出了成形砂轮的理论廓形，推导出砂轮廓型的等距曲线。设计了成形砂轮数控修形和数值模拟仿真软件，用于修整磨削任意参数斜齿轮的成形砂轮

2、和检验砂轮的修形精度。斜齿轮磨削试验验证了修形理论的正确性和修形软件的有效性。关键词：斜齿轮成形磨削砂轮廓形修形＋中图分类号：ＴＧ６１６文献标识码：Ａ文章编号：１０００１２９８（２０１０）１００２１９０４ＦｏｒｍＧｒｉｎｄｉｎｇＷｈｅｅｌＤｒｅｓｓｉｎｇａｎｄＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｆｏｒＨｅｌｉｃａｌｇｅａｒ１２２２ＳｕＪｉａｎｘｉｎＤｅｎｇＸｉａｏｚｈｏｎｇＲｅｎＸｉａｏｚｈｏｎｇＺｈａｎｇＬｉｇｏｎｇ（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｔｒｏｎｉｃｓ，ＮｏｒｔｈｗｅｓｔｅｒｎＰｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉａｎ

3、７１００７２，Ｃｈｉｎａ２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｔｒｏｎｉｃｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨｅｎａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｌｕｏｙａｎｇ４７１００３，Ｃｈｉｎａ）ＡｂｓｔｒａｃｔＢａｓｅｄｏｎｔｈｅｍｏｔｉｏｎｒｅｌａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｇｒｉｎｄｉｎｇｗｈｅｅｌａｎｄｇｅａｒｉｎｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｈｅｌｉｃａｌｇｅａｒｆｏｒｍｇｒｉｎｄｉｎｇ，ｔｈｅｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｈｅｌｉｃａｌｇｅａｒｆｏｒｍｇｒｉｎｄｉｎｇｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ．Ｔｈｅｔｈｅ

4、ｏｒｅｔｉｃａｌｐｒｏｆｉｌｅｏｆｔｈｅｇｒｉｎｄｉｎｇｗｈｅｅｌｈａｄｂｅｅｎｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｄｅｄｕｃｉｎｇｔｈｅｃｏｎｔａｃｔｃｏｎｄｉｔｉｏｎｅｑｕａｔｉｏｎｓｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｇｒｉｎｄｉｎｇｗｈｅｅｌａｎｄｔｈｅｔｏｏｔｈｆａｃｅｔｏｂｅｇｒｏｕｎｄ．Ｔｈｅｅｑｕｉｄｉｓｔａｎｔｃｕｒｖｅｏｆｔｈｅｐｒｏｆｉｌｅｏｆｇｒｉｎｄｉｎｇｗｈｅｅｌｗａｓｄｅｄｕｃｅｄｔｏｍｅｅｔｔｈｅｎｅｅｄｆｏｒｄｒｅｓｓｉｎｇｔｈｅｇｒｉｎｄｉｎｇｗｈｅｅｌｂｙｍｅａｎｓｏｆｄｉａｍｏｎｄｗｈｅｅｌ．Ｔｈｅｇｒｉｎｄｉｎｇｗｈｅｅｌｄｒｅ

5、ｓｓｉｎｇｓｏｆｔｗａｒｅａｎｄｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｏｆｔｗａｒｅｗｅｒｅｄｅｖｅｌｏｐｅｄ，ｗｈｉｃｈｃｏｕｌｄｂｅｕｓｅｄｔｏｄｒｅｓｓｔｈｅｆｏｒｍｇｒｉｎｄｉｎｇｗｈｅｅｌｓｗｉｔｈａｒｂｉｔｒａｒｙｈｅｌｉｃａｌｇｅａｒｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｎｄｔｅｓｔｔｈｅｗｈｅｅｌｄｒｅｓｓｉｎｇａｃｃｕｒａｃｙ．Ｈｅｌｉｃａｌｇｅａｒｇｒｉｎｄｉｎｇｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｄｒｅｓｓｉｎｇｔｈｅｏｒｙｗａｓｃｏｒｒｅｃｔａｎｄｔｈｅｄｒｅｓｓｉｎｇｓｏｆｔｗａｒｅｗａｓｆｅａｓｉｂｌｅ．Ｋｅ

6、ｙｗｏｒｄｓＨｅｌｉｃａｌｇｅａｒ，Ｆｏｒｍｇｒｉｎｄｉｎｇ，Ｗｈｅｅｌｐｒｏｆｉｌｅ，Ｗｈｅｅｌｄｒｅｓｓｉｎｇ［２］旋转得到砂轮回转面。将修整好的盘形砂轮放引言在斜齿轮的螺旋槽中，用垂直于砂轮旋转轴的一系用成形法磨削斜齿轮时保证齿形精度的关键是列平面去剖截砂轮回转面和轮齿的螺旋面，在每一成形砂轮的修形，成形砂轮的廓形直接决定了磨削平面上都将得到砂轮的一个截圆和工件螺旋面的一齿轮的齿形，修形精度直接决定磨削齿轮的质条截交曲线。砂轮截圆与截交线只能相切，其切点［１］［３］量。开发可磨削任意参数斜齿轮的砂轮修形软Ｍ就是平面与接触线的交点，

7、称接触点。这些平件对成形法磨削斜齿轮至关重要。面的位置尺寸和砂轮截圆半径就是砂轮轴截面廓形坐标。由于斜齿轮的螺旋槽端面齿形是对称的，相１成形砂轮廓形计算应的成形砂轮轴截面廓形也是对称的，只需计算一成形法磨削斜齿轮时，通过接触线绕砂轮轴线侧齿形即可。收稿日期：２００９０９１７修回日期：２００９１０２８国家自然科学基金资助项目（５０５７５０６８）作者简介：苏建新，博士生，主要从事齿轮成形磨削研究，Ｅｍａｉｌ：ｊｉａｎｘｉｎｓｕ＠１２６．ｃｏｍ２２０农业机械学报２０１０年１．１建立斜齿圆柱齿轮的渐开螺旋面方程渐开螺旋面的端面截形是渐开线，如

8、图１所示。设其基圆半径为ｒ，齿槽ｂ右侧渐开线ＥＦ的起点为Ｅ，ＯＥ与ｘ轴的夹角为σ０，渐开线上任意一点Ｍ（ｘ，ｙ）的法线与基圆ＭＭ的切点为Ａ，取∠ＥＯＡ＝ｕ图１渐开螺旋面的端面截形作为参变量，根