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微線段齒輪磨削加工方法及性能分析.pdf

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第53卷第13期2017年7月機械工程學報JOURNAL0FMECHANICALENGINEERINGVbl.53No.13Jul.2017DoI:10.3901/JME.2017.13.179微線段齒輪磨削加工方法及性能分析術吳其林趙韓邱明明黃康(合肥工業大學機械工程學院合肥230009)摘要:針對沒有專用的磨削加工機床和工藝加工新型的微線段齒輪的情況,利用現有的加工設備和檢測設備,結合微線段齒輪的特點,提出一套高質量加工該種新型齒輪的方法。其中導出了微線段齒輪磨削曲面的方程、提出了整套的磨削加工工藝,建立了齒廓誤差檢測方法。通過加工出實際的微線段齒輪,并對其檢測齒廓誤差以及與漸開線齒輪的效率和振動頻譜分析,證明了該加工方法可以加工出高精度的微線段齒輪,且該種新型齒輪與漸開線齒輪相比有更高的效率和更好的傳動平穩性。關鍵詞:微線段齒輪;磨削加工;性能分析;齒廓誤差;機械效率;振動頻譜中圖分類號:THl32GrindingMethodandPerformanceAnalysisofMicro—segmentGearsWUQilinZHAOHanQIUMingingHUANGKang(Sch001ofMechanicalEngineenng,HefeiUniVersi夠of1bclmology,Hefei230009)Abstract:Sincemercisnotappr叩riativegrindingmachinesandtecllll0109yforthemanufactLlreofnewmicro·segmentgears,amemodisproposedformaImfacturingmehighqualitymicro-segmentgearsbyusingpresentpmcessingmachinesandtestingequipmemswithconsideringmecharacteristicsofthenewgears.Inwhich,anequationoftllegrindingsllrfaceofmemicm—segmentgearsisderiVed,asetofgrindingtecllnologyisestablished,andatestingmemodofthenewtootllpmfilesisproposed.Aftermanufacturingthemicro—segmentgears,thee玎orofthetoothprofiles,themechallicalemciencyandvibrationspectmmofthenewgearsandcorrespondinginVolutegearsaretested.Thea11alysisresultsillus仃atethatmenewgearshavehi曲ermechanicalemciencya11dbetter廿柚smissionstabilit)rthantheinv01utegears.Keywords:micro·segmentgears;舒nding;perfIonnanceamlysis;erroroftlletootllpmfiles;mecha芏1icale伍ciency;vib枷onspec咖O前言齒輪的齒形與結構是齒輪最核心的內容,它決定齒輪傳動的主要性能和指標,其他內容則只能在此基礎上作局部的改迸。從理論上講,很多曲線都可以作為齒輪的齒廓曲線,但實際能夠用作齒廓曲線的卻很少。齒輪誕生初期,由于傳動所要求的速度較低,功率較小,齒廓只是簡單的直線或粗糙曲線,數學的發展使齒廓有了精確的曲線形狀。到目前為止,除了漸開線齒輪外,常用的齒廓曲線也僅有擺線、圓弧等少數幾種¨J。通過上百年的發展,這幾種齒形的齒輪加工已形成規范的加工方法、工藝和專用的加工機床以及檢測設備,使齒輪傳動成·國家科技科技合作計劃資助項目(2014DFA80440)。20161024收到初稿,20170208收到修改稿為應用最為廣泛的機構,也是眾多機電裝置的關鍵部件或總成。隨著現代機械技術朝著高速、重載和小型化等方向發展,盡管很多新理論和新方法被用于提高齒輪的性能【2J,但傳統齒輪已經難于滿足要求,非漸開線齒形齒輪的研究成為提高齒輪性能的一條途徑。如李海翔等【2。1在漸開線齒輪及分階式雙圓弧齒輪的研究基礎上,提出分階式雙漸開線齒輪,這種齒輪既有漸開線齒輪的良好工藝性和動力學特性,同時又有更高的彎曲強度和接觸強度,但該種齒輪需要做成斜齒輪而限制了其用途。再如,近年來面齒輪傳動得到了較為廣泛地重視,如采用面齒輪傳動的新型直升機主減速器傳動裝置的分流傳動機構與傳統的錐齒輪傳動相比,可使傳動裝置重量下降40%,且動力分流效果好,振動小,噪聲低。但該傳動因是交錯軸傳動,目前還局限用于直升機傳動
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