进动式锥摆线齿轮加工装置的研究

论文摘要

进动式锥摆线齿轮是进动式减速器的重要部件，将锥摆线齿轮应用到进动式减速器中可以减小进动式减速器的径向尺寸。虽然进动理论的研究早已经开展，但进动式锥摆线齿轮加工、制造等方面的技术尚未成熟，在锥摆线齿轮加工方面还有很大的研究空间。本课题在进动啮合理论的基础上，研究了锥摆线齿轮的加工装置。锥摆线齿轮的齿形为空间运动所描述的。首先，研究了进动啮合理论，建立起轮齿成型的空间机构模型。通过坐标变换以及公式推导，得出锥摆线齿轮的齿形方程和其啮合特性。根据进动式锥摆线齿轮传动方式，提出了利用范成法加工锥摆线齿轮的加工装置机构。并且利用现有的机械设备—滚齿机，设计改装成对锥摆线齿轮既可以进行铣削粗加工，又可以进行磨削精加工的专用装置。经分析，提出了符合运动学要求的实现运动约束的简化方法。以2K-H型进动式减速器中行星轮的齿数为Z2=15、中心轮的齿数为Z3=14、章动角θ=2.317°、锥滚角β=3.217°等参数为具体研究对象设计出加工锥摆线齿轮的装置。针对此加工装置，研究了在铣削加工过程中的铣削力、铣削速度以及铣削功率等，分析了加工装置在磨削时的电机功率及磨削速度。采用有限元分析软件ANSYS对加工装置的主要部件—仿形杠杆在加工时的受力情况、变形趋势进行了分析。针对锥摆线齿形进行了研究，通过推导得出了锥摆线齿形的包络线方程，初步分析了法截面上锥摆线齿轮的齿形方程，探讨了各个参数对轮齿齿形的影响。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 进动理论研究的状况
• 1.1.1 国外的研究状况
• 1.1.2 国内的研究状况
• 1.1.3 进动传动的应用
• 1.2 进动传动的基本形式
• 1.3 课题的来源及选题意义
• 1.4 课题的研究内容
• 1.5 本章小结
• 2 锥摆线齿轮加工装置的理论研究
• 2.1 数学模型建立
• 2.2 刀具的空间描述
• 2.3 主轴与被加工齿轮之间的运动关系
• 2.4 仿形杆上 C点的规律
• 2.5 本章小结
• 3 锥摆线齿轮加工装置在滚齿机上的应用
• 3.1 加工装置设计
• 3.1.1 加工装置的设计方案
• 3.1.2 滚齿机床的改装
• 3.1.3 刀具的轨迹
• 3.2 针对特定参数齿轮的装置设计
• 3.2.1 指状铣刀的分析
• 3.2.2 电机的确定
• 3.3 本章小结
• 4 锥摆线齿轮加工装置的力学分析
• 4.1 有限元法概述
• 4.2 有限元软件 ANSYS的概述
• 4.3 加工装置有限元建模与分析
• 4.3.1 有限元模型的律立
• 4.3.2 有限元模型的分析
• 4.4 本章小结
• 5 锥摆线齿形的研究
• 5.1 锥摆线齿形的包络线方程
• 5.2 法截面上锥摆线齿轮的齿形
• 5.3 锥摆线齿轮参数对齿形的影响
• 5.4 本章小结
• 6 结论
• 参考文献
• 附录A 2K-H进动式减速器的主要参数
• 在学研究成果
• 致谢