双圆弧齿轮的建模及数控加工仿真
双圆弧齿轮的弯曲疲劳强度和接触疲劳强度比渐开线齿轮要高。双圆弧齿轮的跑和性能较好，齿面之间能够形成一种动态油膜，并且不会产生跟根切现象。双圆弧齿轮的啮合方式是点啮合。如今，随着科技的发展，机械行业对双圆弧齿轮的应用越来越多，拥有非常广泛的应用前景。运用CAD软件，例如Solid Works，对双圆弧齿轮进行实体建模。提高双圆弧齿轮设计的效率，简短相应的生产周期。通过Solid works 软件对圆弧齿轮进行参数化的设计，构造双圆弧齿轮的齿廓曲线，根据双圆弧齿轮的螺旋角建立相应的螺旋线，然后进行实体建模。UG中的加工模块（CAM）可以对不同的复杂模型进行加工仿真。除此之外，UG中的加工模块（CAM）具有多轴加工的能力，提高了双圆弧齿轮的加工效率。针对双圆弧齿轮的特点，本文采用UG/CAM对双圆弧齿轮进行加工仿真。关键词 双圆弧齿轮，solid works，参数化建模，加工仿真
目 录
1. 绪论 1
1.1 双圆弧齿轮的特点 1
1.2双圆弧齿轮的发展趋势 1
1.3课题主要研究内容 1
2. 双圆弧齿轮啮合方面的研究 2
2.1双圆弧齿轮共轭原理 2
2.2双圆弧齿轮啮合 2
2.3 啮合冲击机理 3
2.4啮合冲击过程 4
2.5双圆弧齿轮啮合建模和讨论 4
2.6双圆弧齿轮啮合的结论 8
3. 双圆弧齿轮的有关参数方面的建模 9
3.1Solid Works软件的功能介绍 9
3.2双圆弧齿轮与渐开线齿轮的建模方式比较 9
3.3 Solid Works环境下双圆弧齿轮的建模原理 9
3.3 参数化设计的实现 12
4. 数控加工及仿真 14
4.1 UG中的CAM功能介绍 14
4.2 选择UG加工双圆弧齿轮的原因 14
4.3 模拟仿真的一般步骤 15
4.4 对仿真的后期处理 18
结论 20
致谢 21
参考文献 22
1.绪论
1.1 双圆弧齿轮的特点
现有的齿轮 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
研究表明，传统的圆柱齿轮在不久的将来会被圆弧齿轮所代替。并且以后重点研究圆弧齿轮的稳定性受力转矩以及相应所需要的寿命。因为圆弧齿轮一般都是共轭齿形，这一点区别于传统齿形。为了沿用传统齿轮的一些优点，应该要达到以下几个标准，关于两个齿轮相应的工作面上，应该用螺旋线或者螺旋面。齿轮的面与面间不能有所谓的干涉。在相应的节圆上的螺旋角都是有相等的大小的，而且所谓的方向也是相反的。其轴向重合度必须大于1。模数必须相等。相啮合的那个点的运动的方向也应该和齿轮相应的轴线是平行的。
当两个齿轮啮合的时候，在其工作面上的那些突出的齿，和齿轮的凹齿面都是其工作面，因此，需要将突齿用凹齿包住，这样可以增强其接触强度。理论上来说，需要时的凹齿齿廓半径与凸齿齿廓半径相等，这样才能使得轮齿沿着整个齿高的瞬时线接触。因为有时会有相应的制造和安装误差，当所谓的突齿廓和凹齿廓相应的圆弧半径都相等时，这样就会有误差的影响，进而会有齿顶的相应的棱边有相接触的结果。因此，当设计有关双圆弧齿轮时，凸齿齿廓和凹齿齿廓不一定要相等，相反，可以有较小的差值。如此，在齿轮啮合传动时，为了使得避免了齿顶棱边接触，所以开始只有一个点接触。工作了一些时间之后，将会过了跑合期，这样就会达到相应的比较好的情况。
1.2双圆弧齿轮的发展趋势
设计双圆弧齿轮时，比较复杂的还是其相应的几何参数，这有时会和双圆弧齿轮的对应的参数化和相应的加工步骤有较多的联系，该齿轮的加工，对其切齿的方案的调整会对它的啮合的一些质量的好坏存在一些影响。此外，该齿轮因为一些负载会产生些误差和变形。这些因素都会对齿轮的一些性能造成影响。这样会让双圆弧齿轮在一些必要的设计和相应的制造方面都会产生一些困难。因此，该齿轮的设计以及技术研究开发都受到了来自世界各地的专家的长期的不懈努力的研究。
1.3课题主要研究内容
通过完成本毕业设计课题应该达到的目的是，需要我们熟练地掌握CAD/CAM软件。运用相应的制图软件，比如说是CAD来对该齿轮进行参数化设计，然后使用CAM对已建立的参数化设计进行仿真加工，实现对双圆弧齿轮的数控仿真加工，通过本次设计提高我们的工程素质和工程实践能力，达到专业培养目标要求。
这一次的设计的相应的内容和对用的要求是：
复习机械设计、CAD/CAM等有关的专业知识，学习收集整理设计所需的资料，并做好外文翻译的工作。
运用三维CAD建模软件并且能够建立双圆弧齿轮的模型。
将模型导入CAM软件中，完成对轮齿的齿槽进行数控铣削仿真加工。
2. 双圆弧齿轮啮合方面的研究
2.1双圆弧齿轮共轭原理
双圆弧齿轮齿廓参数方程与渐开线齿面的几何参数方程和其它圆柱曲面的几何参数方程大不相同，双圆弧齿面的齿廓形状非常复杂。根据本次设计的一些课题研究，双圆弧齿轮相应的参数化设计建模，以及有对应软件进行数控加工仿真。因此双圆弧齿轮的对应曲面则是研究问题的重中之重。研究双圆弧齿轮的生成问题，其主要内容为：双圆弧齿轮对应的几何参数运算以及齿廓方面方程的形成；如何形成的点接触共轭齿面；双圆弧齿轮啮合传动特性。
双圆弧齿轮的齿廓形状是把两个圆弧齿轮的凸齿廓与凹齿廓合成在一个圆弧齿轮的齿廓上。目前我们在双圆弧齿轮的制造中所运用的基本齿廓，大致上我们可以分为双圆弧齿轮（该种齿轮是用公切线连接凹凸圆弧的齿轮）和分阶式双圆弧齿轮两种。针对课题内容，我们研究分阶式双圆弧齿轮。
2.2双圆弧齿轮啮合
双圆弧齿轮工作时是将啮合点进行轴向驱动的。齿轮传动取决于沿接触轨迹线的轴向运动。而且一般在单个齿轮的轮齿中，会有两个对应的接触轨迹的线。关于基本的齿轮啮合性能中，
一般会分为多个点接触以及多个齿接触。双圆弧齿轮和对应的渐开线齿轮具有相同的参数，而且接触和弯曲强度一般较高。被大多数运用在工业机械中。
/
图21 双圆弧齿轮基本齿廓
目 录
1. 绪论 1
1.1 双圆弧齿轮的特点 1
1.2双圆弧齿轮的发展趋势 1
1.3课题主要研究内容 1
2. 双圆弧齿轮啮合方面的研究 2
2.1双圆弧齿轮共轭原理 2
2.2双圆弧齿轮啮合 2
2.3 啮合冲击机理 3
2.4啮合冲击过程 4
2.5双圆弧齿轮啮合建模和讨论 4
2.6双圆弧齿轮啮合的结论 8
3. 双圆弧齿轮的有关参数方面的建模 9
3.1Solid Works软件的功能介绍 9
3.2双圆弧齿轮与渐开线齿轮的建模方式比较 9
3.3 Solid Works环境下双圆弧齿轮的建模原理 9
3.3 参数化设计的实现 12
4. 数控加工及仿真 14
4.1 UG中的CAM功能介绍 14
4.2 选择UG加工双圆弧齿轮的原因 14
4.3 模拟仿真的一般步骤 15
4.4 对仿真的后期处理 18
结论 20
致谢 21
参考文献 22
1.绪论
1.1 双圆弧齿轮的特点
现有的齿轮 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
研究表明，传统的圆柱齿轮在不久的将来会被圆弧齿轮所代替。并且以后重点研究圆弧齿轮的稳定性受力转矩以及相应所需要的寿命。因为圆弧齿轮一般都是共轭齿形，这一点区别于传统齿形。为了沿用传统齿轮的一些优点，应该要达到以下几个标准，关于两个齿轮相应的工作面上，应该用螺旋线或者螺旋面。齿轮的面与面间不能有所谓的干涉。在相应的节圆上的螺旋角都是有相等的大小的，而且所谓的方向也是相反的。其轴向重合度必须大于1。模数必须相等。相啮合的那个点的运动的方向也应该和齿轮相应的轴线是平行的。
当两个齿轮啮合的时候，在其工作面上的那些突出的齿，和齿轮的凹齿面都是其工作面，因此，需要将突齿用凹齿包住，这样可以增强其接触强度。理论上来说，需要时的凹齿齿廓半径与凸齿齿廓半径相等，这样才能使得轮齿沿着整个齿高的瞬时线接触。因为有时会有相应的制造和安装误差，当所谓的突齿廓和凹齿廓相应的圆弧半径都相等时，这样就会有误差的影响，进而会有齿顶的相应的棱边有相接触的结果。因此，当设计有关双圆弧齿轮时，凸齿齿廓和凹齿齿廓不一定要相等，相反，可以有较小的差值。如此，在齿轮啮合传动时，为了使得避免了齿顶棱边接触，所以开始只有一个点接触。工作了一些时间之后，将会过了跑合期，这样就会达到相应的比较好的情况。
1.2双圆弧齿轮的发展趋势
设计双圆弧齿轮时，比较复杂的还是其相应的几何参数，这有时会和双圆弧齿轮的对应的参数化和相应的加工步骤有较多的联系，该齿轮的加工，对其切齿的方案的调整会对它的啮合的一些质量的好坏存在一些影响。此外，该齿轮因为一些负载会产生些误差和变形。这些因素都会对齿轮的一些性能造成影响。这样会让双圆弧齿轮在一些必要的设计和相应的制造方面都会产生一些困难。因此，该齿轮的设计以及技术研究开发都受到了来自世界各地的专家的长期的不懈努力的研究。
1.3课题主要研究内容
通过完成本毕业设计课题应该达到的目的是，需要我们熟练地掌握CAD/CAM软件。运用相应的制图软件，比如说是CAD来对该齿轮进行参数化设计，然后使用CAM对已建立的参数化设计进行仿真加工，实现对双圆弧齿轮的数控仿真加工，通过本次设计提高我们的工程素质和工程实践能力，达到专业培养目标要求。
这一次的设计的相应的内容和对用的要求是：
复习机械设计、CAD/CAM等有关的专业知识，学习收集整理设计所需的资料，并做好外文翻译的工作。
运用三维CAD建模软件并且能够建立双圆弧齿轮的模型。
将模型导入CAM软件中，完成对轮齿的齿槽进行数控铣削仿真加工。
2. 双圆弧齿轮啮合方面的研究
2.1双圆弧齿轮共轭原理
双圆弧齿轮齿廓参数方程与渐开线齿面的几何参数方程和其它圆柱曲面的几何参数方程大不相同，双圆弧齿面的齿廓形状非常复杂。根据本次设计的一些课题研究，双圆弧齿轮相应的参数化设计建模，以及有对应软件进行数控加工仿真。因此双圆弧齿轮的对应曲面则是研究问题的重中之重。研究双圆弧齿轮的生成问题，其主要内容为：双圆弧齿轮对应的几何参数运算以及齿廓方面方程的形成；如何形成的点接触共轭齿面；双圆弧齿轮啮合传动特性。
双圆弧齿轮的齿廓形状是把两个圆弧齿轮的凸齿廓与凹齿廓合成在一个圆弧齿轮的齿廓上。目前我们在双圆弧齿轮的制造中所运用的基本齿廓，大致上我们可以分为双圆弧齿轮（该种齿轮是用公切线连接凹凸圆弧的齿轮）和分阶式双圆弧齿轮两种。针对课题内容，我们研究分阶式双圆弧齿轮。
2.2双圆弧齿轮啮合
双圆弧齿轮工作时是将啮合点进行轴向驱动的。齿轮传动取决于沿接触轨迹线的轴向运动。而且一般在单个齿轮的轮齿中，会有两个对应的接触轨迹的线。关于基本的齿轮啮合性能中，
一般会分为多个点接触以及多个齿接触。双圆弧齿轮和对应的渐开线齿轮具有相同的参数，而且接触和弯曲强度一般较高。被大多数运用在工业机械中。
/
图21 双圆弧齿轮基本齿廓
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jxgc/zdh/2573.html
