平面二次包络环面蜗轮数控加工刀具轨迹的生成算法研究.pdf

《平面二次包络环面蜗轮数控加工刀具轨迹的生成算法研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2010年第3期·工艺与装备·文章编号：1001～2265(2010)03—0091—03平面二次包络环面蜗轮数控加工刀具轨迹的生成算法研究时礼平．吴玉国(安徽工业大学机械工程学院，安徽马鞍山243002)摘要：针对目前传统的包络法加工平面二次包络环面蜗轮在精度上存在不可克服的缺陷，提出以其数控加工作为对象，利用截面法生成数控加工刀具轨迹的算法，在建立啮合面方程的基础上将齿面离散化，将离散模型与设定的截平面族求交，得到刀位点的离散坐标值，为其数控加工奠定理论基础。关键词：平面二次包络环面蜗轮；截面法；刀具轨迹；数控

2、加工中图分类号：TH161；TG65文献标识码：AToolPathGenerationofPlanarDouble-envelopingWormGearBasedonPlaneCuttingMethodSHILi—ping．WUYu—guo(SchoolofMechanicalEngineeringAnhuiUniversityofTechnology，MaanshanAnhui243002，China)Abstract：Planardouble-envelopingWOrlTIpairisanexcellentt

3、ransmissiontype．Theshortagesoftraditionalprocessingmethodwereanalyzed．TogeneratethetoolpathaseriesofplanswhichincluedtheaxisofWOITI1geartointersectwiththewormgearsurfaceandthediscretepointswerecalculated．Thestudywilllayafoun-dationforthemanufacturingofPlanardo

4、uble-envelopingWorrllgearbyCNCMethod．Keywords：planardouble-envelopingwormgear；planecuttingmethod；toolpath；CNC以一个工作面通过该直线并且绕该直线偏转口角的O引言平面刀具代替该直线刀具，就可形成平面包络环面蜗平面二次包络环面蜗杆传动，具有较高的工作强杆。度和较长的工作寿命，在冶金工业、造船工业、石油、化工机械、通用机械、轻工机械、兵器工业、建筑机械等领域得到了广泛的应用。但该优良的传动形式要以较高制造、安装精度

5、来保证，且必须严格遵循其啮合理论。随着数字化已成为现代制造业中产品全生命周期不可缺少的驱动因素，平面二次包络环面蜗杆副的数控加工将会成为一种新的生产模式。l平面二次包络环面蜗杆副的形成及其特点以平面为母面，通过空间包络运动形成平面包络图1蜗杆副的形成原理环面蜗杆，再以蜗杆齿面为母面，经过第二次包络就可由于该蜗杆副齿面啮合时呈双线接触，接触点的以形成蜗轮，把这两次包络形成的蜗杆和蜗轮相配，就法向速度大，综合曲率半径大，接触应力小，因而易形形成了平面二次包络环面蜗杆副传动。如图1所示，成动压油膜，具有承载能力大、效率高

6、、使用寿命长等这里蜗杆绕其轴线0．(与机床分度头轴线重合)以角优点⋯。速度∞。自转，与此同时，在其轴线平面内直线以角速度，绕OZ(工作台回转轴线)回转，直线在空间2蜗轮啮合齿面的建立形成的包络轨迹曲面，就是环面蜗杆的螺旋齿面。若收稿日期：2009—09—16；修回日期：2009—10—19作者简介：时礼平(1983一)，男，安徽安庆人，安徽工业大学机械工程学院教师，研究方向为数控技术理论与应用、机械制造技术，(E—mail)xiaopingguoshi@163．COrn。·9l··工艺与装备·组合机床与自动化加工技

7、术2．1蜗杆啮合齿面的建立距为a，传动比为i，=。根据啮合理论，蜗杆加工时的啮合方程为：由平面二次包络环面蜗杆副的形成可知：蜗轮齿面是由蜗杆齿面经过第二次包络形成的，我们首先来“[(cos0-1+(。～。)sjn求蜗杆的齿面方程。建立如图2所示的坐标系，or=[Oi为+nsinBctg~os咖+(cos一)cost3cos。】=0蜗杆上的定标架，0取在蜗杆的中心，i沿蜗杆轴线l：(X0cos。一Y0simp0+a0)co。l—z0c0sI(3)与工具齿轮轴线的公垂线方向，与。重合。or。=)，j=一(X0c0so—

8、Yosin0+a0)sinpl—zocos(pJl：x0sin妒o+Y0co0[O；i。；。；k。]与蜗杆固结，O。与0重合，，与k重X0=M合，。在Or中的转角用表示。or=[O；i；；k]Yovsin卢一r为工具齿轮上的定标架，0取在工具齿轮的中心，iVCOS~沿公垂线方向，k与c￡，。重合。Or。=[0。；i。；。；k。]与工将式(2—3)、(2—3)