圓弧齒線圓柱齒輪齒面方程及參數化建模研究

圓弧齒線圓柱齒輪是一種具有嚙合性能好、重合系數大、驅動平穩、噪聲低、效率、使用壽命長等特點的齒輪副,其能夠很好的彌補現有齒輪驅動副的不足。為了進一步研究其特性,根據旋轉刀盤法加工圓弧齒線圓柱齒輪的原理和嚙合原理,推導了其齒面方程;同時,利用二次開發技術,模擬旋轉刀盤法完成了其參數化建模設計,提了建模效率和有效性,為后續的仿真分析提供了正確的三維模型。

  齒輪驅動裝置作為一種力和速度的轉換器,被地應用于工業的各個領域;漸開線齒輪是眾多齒輪中應用的一種,但目前使用的漸開線系列齒輪中或多或少都存在著一定的不足,如直齒圓柱齒輪驅動平穩性較差,且傳遞的載荷不夠大,斜齒輪存在軸向力,而人字齒輪加工工藝復雜等2圓弧齒輪是一種的齒輪副,由日本學者長谷川吉三郎等人提出,之后,的吳偉偉、鄒旻、宋愛平等多個學者對該齒輪進行了研究。研究表明,該齒輪具有很多特點,如嚙合性能好、重合度大,軸向力可以相互抵消,使用與安裝要求低等特征,可解決直齒圓柱齒輪驅動平穩性較差,易產生沖擊、振動和噪聲,以及傳遞載荷有限等問題,也可解決斜齒輪驅動效率低、人字齒輪加工工藝復雜等問題。在大多數應用環境下可以代替直齒、斜齒及人字齒圓柱齒輪的應用。同時,外學者對圓弧齒輪進行了應力分析、加工方法、嚙合特性等方面的研究。其中,常青林7等對圓弧齒線圓柱齒輪的兩種加工工藝(旋轉刀盤和平行連桿法)進行了深入對比分析,得出旋轉刀盤法加工具有更好的工藝性能。

  應用旋轉刀盤法以及嚙合原理對圓弧齒輪這種齒輪副的數學模型進行了研究,并利用UG/ Open Grip 進行二次開發完成了這種圓弧齒輪的參數化建模系統設計。