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弧齿锥齿轮因其传动平稳、噪声低、承载能力高,现在已广泛应用于各种高速重载的相交轴传动中,如航空、航海、汽车和各种精密机床行业,并且其性能、质量和使用寿命直接影响着主机产品的技术经济指标。因此,弧齿锥齿轮的设计与加工在机械行业中占有相当重要的地位。
弧齿锥齿轮的精度、强度和噪声一直是困扰我国齿轮行业的主要问题。目前,我国对于弧齿锥齿轮噪声的研究主要侧重于从增加重合度的角度出发。然而,尽管前人做了很多研究工作,但是噪声大的问题依然存在,这就使得我们不得不考虑采用其它方法进行研究。本文的修形弧齿锥齿轮主要是把能够提高齿轮强度的非零变位思想和齿面修形降噪方法相结合设计出来的。
本文的研究主要是先利用非零变位原理设计出高强度的弧齿锥齿轮轮坯,然后借助于局部综合法对弧齿锥齿轮啮合质量进行计算机仿真,利用仿真得到齿面修形刀具的初始参数并设计加工出修形刀具,进而通过试验利用修形刀具对弧齿锥齿轮齿面进行修形,最终达到同时提高齿轮强度和降低齿轮噪声的目的。
本文主要成果与创新点如下:
1. 提出了通过修形刀具来对弧齿锥齿轮齿面进行修形的降噪思想。
2. 成功地结合非零变位原理和刀具修形,对非零变位弧齿锥齿轮齿面进行修形以提高弧齿锥齿轮强度和降低弧齿锥齿轮噪声。
3. 基于局部综合法,利用Matlab软件完成了弧齿锥齿轮常用加工程序的编制,并可进行TCA分析,对弧齿锥齿轮的啮合质量能有效地进行计算机仿真。
4. 完成了修形弧齿锥齿轮的加工和噪声试验。
仿真和试验结果表明,这种新的加工思路对提高弧齿锥齿轮的强度和降低弧齿锥齿轮的噪声有一定积极作用,且是可行的。