齿轮磨前滚刀齿形参数优化设计.pdf

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1、机械工程师MECHANICALENGINEER齿轮磨前滚刀齿形参数优化设计裴帮，．刘树杰2。关鹤·，李耀-(1．郑州机械研究所，郑州450001：2．鹤壁汽车工程职业学院，河南鹤壁458030)摘要：根据齿轮共轭原理建立磨前滚刀加工齿轮的数学模型，利用数值分析得出齿轮齿廓曲线，并通过计算机模拟得出齿轮的实体模型，并进行相应的应力分析，对磨前滚刀的齿形参数进行优化。关键词：磨前滚刀：齿形参数：共轭法：优化设计中图分类号：TH132．4；TG721文献标志码：A文章编号：1002—2333(2016)08—0086—03OptimalDesignofPre-gr

2、indingGearHobParameterPEIBan91，LIUShujiie2,GUANHel，LIYa01(1．ZhengzhouResearchInstituteofMechanicalEngineering，Zhengzhou450001，China2．HebiAutomotiveEngineeringProfessionalCollege，Hebi458030，China)Abstract：Accordingtothegearmeshingprinciple，thispaperestablishesgrindinghobgearprocessi

3、ngmathematicalmodel．Numericalanalysisisusedtoobtaingeartoothprofilecurve．Theentitymodelofthegearisbuilttocarryoutstressanalysis．Toothprofileparametersofpre-grindinghobareoptimized．KeyWords：pre-grindinghob；toothprofileparameters；conjugatemethod；optimumdesign0引言齿轮传动是机械传动中应用最广的一种传动形式。

4、它的传动比较准确、效率高、结构紧凑、工作可靠、寿命长。随着新装备、新工艺的出现，弯曲和接触强度极佳的硬齿面齿轮得到日益广泛的应用。高精度硬齿面渐开线齿轮采用滚齿+热处理+磨齿工艺，为保证齿轮齿面具有良好的接触性能，同时不影响弯曲性能，磨齿时应避免齿根磨削，这就要求齿轮在滚齿时有一定的沉切量，为此在滚齿时采用具有留磨量和凸起量的磨前滚刀。当前磨前滚刀设计人员普遍面临着一个问题，如何设计齿轮沉切量的大小，过大会削弱齿轮的抗弯强度，过小会出现磨削台阶。本文根据滚齿加工原理，以啮合原理为理论基础，借助数值分析方法计算出齿轮的齿形，并通过计算机模拟方法，得出齿轮齿廓，

5、由此建立齿轮的实体模型，对不同参数滚刀加工的齿轮进行应力分析，实现对磨前滚刀齿形的优化。1齿廓生成的数学模型滚齿是加工圆柱齿轮最常用的方法，相当于一对相错轴斜齿圆柱齿轮的空间啮合，按照共轭原理来完成渐开线齿轮齿廓的加工，如图l所示。滚刀法向齿形为一齿条，滚刀加工齿轮过程，相当于齿条与齿轮的啮合过程，利用齿廓法线法由滚刀齿形可以得出被加工齿轮的齿廓。如图2所示，齿轮中心是0，，节圆半径为r，，节点为P。以助原点建立与空间固定的坐标系(P吨，Y)，'，轴与D，肪向一致，戈轴则与它垂直，即与齿条节线重合。再作一个与齿条固联并随之一起移动的坐标系(0。叫。，Y。)，

6、在起始位置(0广筇，，Y，)与(尸叫，)，)重合。以D，为原点作与齿轮2固联并随之一起转动的坐标系(D，一戈：，y2)，在起始位置，Y2轴与Y方向一致，心轴则与石平行。设齿轮由起始位置转过西，角，与此同时齿条由起始位置移动距离如欢。设M点为两齿廓的瞬时接触点，它在固定坐标系(P-x，Y)中的轨迹为两齿廓的啮合线，在移动坐标系(D。呵．，Y．)中的轨迹是滚刀的齿廓，在转动坐标系(0，叫，，Y2)中的轨迹是齿轮的齿廓，令M在3个坐标系中的坐标值分别为(戈，Y)、(戈，，Y。)、(石：，Y2)，坐标变换关系为：H⋯lY2l=M21lYI

7、；1[24]何艳频，孙爱峰

8、．Spearman等级相关系数计算公式及其相互关系的探讨[J]．中国现代药物应用，2007(7)：72—73．(编辑明涛)作者简介：陈真(199l一)，男，硕士研究生，主要研究方向为机械设备的可靠性；李建兰(1973一)，女，副教授，研究方向为可靠性点检、故障诊断和设备维护等；黄树红(1958一)，男，教授，博士生导师，研究方向为可靠性点检、故障诊断等。通信作者：李建兰，hust—ljl@hust．edu．cn收稿日期：2016—03—10网址：www．jxgcs．com电邮：hrbengineer@163．com2016年第8期I7机械工程师——■————

9、———懿■———■———————■MECHANlCA