ZK蜗杆的齿形误差分析及修整

论文摘要

ZK蜗杆是一种新型蜗杆,它是由锥面砂轮包络而成的,因而可以用锥面砂轮直接进行磨削,磨削工艺比较简单,且可得到较高的齿形精度,因而具有良好的可加工性。但磨削过程中,随着砂轮半径的减小,会产生齿形误差。目前,国内外对由于砂轮半径的变化所引起的ZK蜗杆齿形误差的研究还比较少,从而影响了ZK蜗杆的推广应用,因此,有必要对此进行深入的研究。本文阐述了ZK蜗杆的国内外研究背景,介绍了本课题的理论和现实意义,论文的主要内容分为以下几个方面:首先,建立了包含修整参数的砂轮模型,利用空间啮合理论,推导了基于该砂轮模型的齿面方程和齿形方程,用数值计算方法通过VB语言编程计算出ZK蜗杆的理论齿形、法向齿形角并实现轴向齿形的自动绘制。其次,利用本文所建立的包含修整参数的砂轮模型加工ZK蜗杆数学模型,通过对砂轮修整参数的优化,得出了最优的砂轮修整廓形,从而大大减小了由于砂轮半径减小所引起的蜗杆齿形加工误差,提高的砂轮的使用寿命。最后,以AutoCAD为平台,在验证了AutoCAD布尔运算精度能够满足加工误差仿真要求的基础上,对ZK蜗杆进行了加工仿真,通过将仿真齿形与理论计算齿形的对比,验证了所建立的ZK蜗杆数学模型及基于该模型的计算结果的正确性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的国内外研究背景
• 1.2 论文研究的理论意义和实际意义
• 1.3 课题的主要研究内容
• 第2章 包含修整参数的ZK蜗杆的数学模型
• 2.1 引言
• 2.2 坐标系的建立
• 2.3 砂轮数学模型的建立
• 2.3.1 砂轮轴截面坐标内参数的几何关系
• 2.3.2 包含修整参数的砂轮模型
• 2.4 砂轮表面与蜗杆齿面相包络时的接触线方程
• 2.5 蜗杆数学模型的建立
• 2.5.1 蜗杆齿面方程
• 2.5.2 蜗杆轴向齿形方程
• 2.5.3 蜗杆法向齿形方程
• 2.5.4 蜗杆的法向齿形角
• 2.6 绘制ZK蜗杆的轴向齿形
• 本章小结
• 第3章 砂轮修整
• 3.1 引言
• 3.2 砂轮修整
• 3.2.1 砂轮修整原理
• 3.2.2 砂轮修整程序主界面
• 3.2.3 砂轮修整程序流程图
• 3.3 实例
• 3.3.1 蜗杆轴向齿形误差随砂轮修整参数变化规律
• 3.3.2 砂轮修整前蜗杆齿项处轴向齿形误差
• 3.3.3 不同砂轮半径修整前后蜗杆轴向齿形误差对比
• 3.3.4 砂轮修整前后轴向理论齿形对比
• 3.3.5 轴向齿形误差随导程角的变化规律
• 本章小结
• 第4章 加工仿真
• 4.1 引言
• 4.2 仿真平台的选择及Auto LISP语言简介
• 4.2.1 AutoCAD的特点
• 4.2.2 Auto LISP语言简介
• 4.3 CAD软件的仿真加工精度分析
• 4.3.1 绘制圆柱直齿轮的理论齿廓线
• 4.3.2 模拟展成法加工圆柱直齿轮
• 4.3.3 对仿真加工所得齿廓线与理论齿廓线进行对比
• 4.4 ZK蜗杆的加工仿真
• 4.4.1 程序流程说明
• 4.4.2 仿真加工实例
• 本章小结
• 结论与展望
• 结论
• 展望
• 参考文献
• 致谢
• 学位论文评阅及答辩情况表