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渐开线插齿刀自动化设计系统及有限元分析

更新时间: 2022-02-26 10:41:58   浏览:458  来源: web3.youzsep.cn

将计算机技术应用于齿轮刀具设计已成为现阶段齿轮刀具设计的发展趋势。插齿加工技术是广泛采用的一种齿轮加工技术,插齿刀也是应用较为广泛的齿轮加工刀具。插齿刀可加工圆柱直齿和斜齿齿轮、带台肩齿轮、无空刀槽人字齿轮、多联齿轮、精密齿条和内齿轮等。




插齿刀的设计一直困扰着机械制造领域的设计人员,是一项专业性很强的工作。采用传统方法设计插齿刀时,计算工作量大且公式复杂,计算过程繁琐,设计过程较多依赖设计者的能力和经验,重复计算多,设计周期长,设计效率低,不能满足当前的生产需求。为了提高插齿刀的设计效率,缩短插齿刀的开发周期,设计了一款渐开线插齿刀自动化设计系统,具有较高的实用价值。

1  系统总体结构及插齿刀各参数

(1)系统总体结构框架

围绕建立渐开线插齿刀参数化设计的三维计算机辅助设计系统展开研究,构建的系统由三维参数化建模模块、人机交互界面模块、界面与软件链接模块三大模块组成。其中,三维参数化建模模块的实质是对CATIA进行二次开发,采用CATIA的宏录制,提取CATIA的宏文件,以此为模板完成其参数化建模程序的编写;人机交互界面模块主要包括主界面的设计、各分界面的设计以及数据库链接的建立;界面与软件的链接主要完成VB对CATIA的启动设置、接口驱动程序的编写和VB源代码的编写,生成可执行文件。

(2)确定变位系数

插齿刀实质是变位系数沿轴向呈线性变化的变位齿轮,因此合理选择变位系数以及修正分度圆齿形角至关重要。

在插齿刀的两个前后端面存在最大变位系数和最小变位系数。变位系数越大,加工出的齿轮表面精度越高,若选用的最大变位系数过大,将发生齿顶变尖和齿轮过渡曲线干涉;小的变位系数能够增加插齿刀的重磨次数,但选用的最小变位系数过小时,将发生齿轮根切和齿轮顶切等现象。根据其不合理情况的限制,即可计算出最大变位系数和最小变位系数。


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