圆弧齿线圆柱齿轮齿面方程及参数化建模研究

圆弧齿线圆柱齿轮是一种具有啮合性能好、重合系数大、传动平稳、噪声低、效率、使用寿命长等特点的齿轮副,其能够很好的弥补现有齿轮传动副的不足。为了进一步研究其特性,根据旋转刀盘法加工圆弧齿线圆柱齿轮的原理和啮合原理,推导了其齿面方程;同时,利用二次开发技术,模拟旋转刀盘法完成了其参数化建模设计,提了建模效率和有效性,为后续的仿真分析提供了正确的三维模型。

齿轮传动装置作为一种力和速度的转换器,被地应用于工业的各个领域;渐开线齿轮是众多齿轮中应用的一种,但目前使用的渐开线系列齿轮中或多或少都存在着一定的不足,如直齿圆柱齿轮传动平稳性较差,且传递的载荷不够大,斜齿轮存在轴向力,而人字齿轮加工工艺复杂等2圆弧齿轮是一种的齿轮副,由日本学者长谷川吉三郎等人提出,之后,的吴伟伟、邹旻、宋爱平等多个学者对该齿轮进行了研究。研究表明,该齿轮具有很多特点,如啮合性能好、重合度大,轴向力可以相互抵消,使用与安装要求低等特征,可解决直齿圆柱齿轮传动平稳性较差,易产生冲击、振动和噪声,以及传递载荷有限等问题,也可解决斜齿轮传动效率低、人字齿轮加工工艺复杂等问题。在大多数应用环境下可以代替直齿、斜齿及人字齿圆柱齿轮的应用。同时,外学者对圆弧齿轮进行了应力分析、加工方法、啮合特性等方面的研究。其中,常青林7等对圆弧齿线圆柱齿轮的两种加工工艺(旋转刀盘和平行连杆法)进行了深入对比分析,得出旋转刀盘法加工具有更好的工艺性能。

应用旋转刀盘法以及啮合原理对圆弧齿轮这种齿轮副的数学模型进行了研究,并利用UG/ Open Grip 进行二次开发完成了这种圆弧齿轮的参数化建模系统设计。