数控技术 数字技 基于空间运动转换算法的通用 五轴加工中心螺旋锥齿轮加工研究 周庆平 (唐山师范学院河北唐山063000 摘要螺旋锥齿轮是一种实现相交轴运动传递的基础元件,其加工技术难度大,目前只有少数国家拥有这方面的技术。本文利用空间曲面共轭 原理从锥齿轮成形方法出发,确定齿轮切齿量关系并建立螺旋锥齿轮的齿面量方程更具刀盘与加工齿轮之间的位置关系通过空间坐标系转 换,推导出刀心坐标与刀轴量,实现刀具与工件的相对运动,从而将传统的螺旋锥齿轮加工机床的基本参数转化成与NC加工机床相配套的参数。 利用计算机对螺旋锥齿轮数控加工进行模拟仿真,并根据五坐标数控机床后置处理原理,对仿真结果进行理论分析,得到螺旋锥齿轮数控机床的后 置处理公式,确定出螺旋锥齿轮NC加工方法。为今后应用和推广数控齿轮机床提高我国在相关领域的国际竞争力提供了一定的参考价值。 关键词螺旋锥齿轮NC加工数控机床空间坐标转换模拟仿真 中图分类号TG61 文献标识码A 文章编号:1007-9416(2013)10-0020-02 螺旋锥齿轮是具有重合度大、传动效率高、承载能力高、传动平 锥齿轮、准渐开线齿锥齿轮三种。按照轴线间的相互位置关系分类 稳、噪声小等优点,广泛应用于运输起重、工程机械、电动工具等各 有下面几种。(1)两轴线垂直相交,交角为90°(2)轴线相交蛋不垂 种机械设备中。同普通的直齿锥齿轮相比,螺旋锥齿轮尺寸原理复 直,轴线可以成任何角度。(3)轴线偏置,把垂直相交的小齿轮轴线, 杂,制造精度、质量直接影响齿轮的使用寿命和机械设备的运转效 向上或向下偏置一段距离。按照齿高来分类,可分为等高齿锥齿轮 率,同时致使机床结构和加工调整在所有金属切削机床中最为复 减缩齿锥齿轮、双重收缩齿锥齿轮。螺旋锥齿轮的啮合原理,主要是 杂。目前全世界只有少数几家公司拥有这方面的技术,并且各成体 研究两个曲面的接触传动问题。两个运动曲面S1,S2的接触传动时, 系,互不公开。我国对螺旋锥齿轮的研究仍处于探索阶段,主要集中 分别设在运动曲面S1、S2上建立一个与S1、S2固连的运动坐标系, 在对美国制造的机床方面的研究,各个厂家的生产设备也主要依靠 当曲面S1和S2在空间某点相切,如下图1所示。 进口,其价格非常昂贵。 将两曲面的相对速度v12与曲面的公法失n作数积,有 针对我国在螺旋锥齿轮NC加工基础理论和方法研究少的情 v12·n=0,根据相对微分法,可知两相对运动曲面在法线方向的 况,研究一套我国自主的数控系统,对于应用和推广数控齿轮机床, 分速度必须相等才能保证两曲面的连续啮合。 结束长期依赖外国进口的情况,具有重要的理论意义和实际效益。 2建立齿面方程 1螺旋锥齿轮分类与啮合原理 程比较 齿面方程的建立过程比较复杂,篇幅所限,下面只以小齿轮为 一对螺旋锥齿轮按齿面节线可分为圆弧齿锥齿轮延伸摆线齿 ...
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