齿轮齿条传动计算及加工

刀疤五

新写了一个齿轮齿条计算程序,现对其功能及使用,做介绍.
主界面如下:

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特牛

jj8210

有点深奥，配个说明书就完美了

刀疤五

一.已知条件分三种情形:
1.齿扇的转角X与齿条的位移Y关系
2.极坐标系下,齿扇的节曲线,极角X与极径Y
3.直角坐标系下的,齿条的节曲线Y=f(X)
二.已知条件的表达:
1.用函数表达,函数可以采用分段函数,分多少段,不限制.
2.用坐标点表达,也就是说可以自由设计曲线
示例:分段函数表示节曲线:




三.齿的分布,序号,偏置,左右面的规定,见下图:   



四.曲率与当量齿数分析




关系曲线设计好不好,要看一阶导数,二队导数是否连续光滑,曲率相当于二阶导数.
曲率的倒数为曲率半径R,模数已知,则可计算出某处的当量齿数ZnV=2*R/mn.
曲率有正有负,代表齿轮节曲线有凸有凹,凸即代表工件为外齿型,凹代表工件为内齿形.如上面ZnV/K曲线图,工件某处相当于为22齿的内齿轮,对后面用插刀加工齿轮,对插齿刀的齿数确定就有了依据.
五.齿形计算.
齿形计算涉及的到界面如下图:


以圆柱齿轮为例解释程序中的干涉.
1.根部根切:圆柱齿轮常见的情形,根切存在,对齿轮性能并没有什么影响.根切时,程序仍会计算出齿根过渡曲线与渐开线的交点.
2.根部重叠:相当于工件为Zn的内齿轮.用插刀齿数大于Zn的外插齿刀去加工,这是无法加工出来的.前面已说了,一段节曲线,某处当量齿数为正,如Z=15,某处为负,如Z=-20,Z15的外齿轮齿根圆小于基圆,齿根圆那一段区域没有渐开线,需要绘制过渡曲线,则需要用一个插刀展成工件,得到过度曲线.但可能插刀齿数大于工件另一处(即Z=-20内齿)的当量齿数.此时,则发生根部重叠了,根部重叠均发生在内齿情形,程序会处理,即不计算过度曲线,直接渐开线绘到根圆.
3.齿顶干涉.相当于内齿轮的齿顶圆(即小径)比基圆还小.则齿顶圆那一段区域绘不出渐开线,也绘不出过渡曲线.前面两种情形,程序会自动处理,但齿顶干涉情形,不能处理.因此,这种情形不允许存在.

程序中有一钩选,"精确完整齿形",钩选后,会自动处理根部根切与根部重叠,为查看原始计算结果,则可不钩选它.钩选与不钩选两种情形比较见下图:

六.齿扇与齿条啮合模拟和以前区别不大.

七:插齿加工
非圆齿轮插齿加工,有一麻烦的问题是插齿退刀干涉.有一论文提到偏心装插刀的方法.



本程序则是可以偏心装插刀,偏心装工件,插刀可以是新或旧的插刀(即插刀与工件啮合属角变位,两节曲线不重合).同时显示退刀干涉的的指标"退刀夹角"数据(退刀夹角是指让刀方向与啮合节点法向方向之间的夹角,圆柱齿轮加工是0度)



其它条件不变的情况下,通过偏心装插刀,退刀夹角可降到12度,如下图,当然,通加改变插刀齿数,工件偏心装,则还可进一步下降.





插刀与工件均偏心时,插齿模拟


同样,在插齿啮合过程中,任何位置,都可进行包洛


示例:
已知齿条节曲线为一直线,如下图

.....

刀疤五

继续...
对于数控三轴联动的插齿机,也可以加工齿条,不限制齿条是直线或曲线.
加工齿条需特别校验退刀干涉.调整齿条旋转中心或插刀旋转中心.



九:详细分析
详细分析显示每个齿的左右面,啮合情况.
插齿时,得到的渐开线起始圆R1,工件根圆是否根切.
齿轮啮合时,需要的渐开线起始圆R2,是否发生啮合干涉,即R2是否大于R1.
各个齿的重合度计算,计算中考虑了根切情形.导常时,会红色显示数据.


十.生成数控插齿G代码,CAD图形.
和以前非圆齿轮程序一样,没有变化.

刀疤五

续..
工件渐开线(含过渡曲线)的绘制,按几何计算法完成.
不需区分工件节曲线是何形状,也不管工件是内齿,外齿,还是齿条.反正,插刀沿着工件的节曲线,纯滚动,便能形成工件齿形.  
限制条件:工件内凹时,曲率半径应大于插刀的节圆(分度圆)半径.

刀疤五

此帖不能沉下去,自已顶一下!

番茄唐龙

顶一下

fanxiaofan

那是不可以让他沉

周四状

太深奥，牛