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无心外圆砂带磨床自动上下料控制设计,无心,外圆砂带,磨床,自动,上下,控制,设计
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准双曲面齿轮构件的生成和几何基准面滚齿齿数的统一深度 F. L.利特温，* WS蒋，* C.冠，* M. LUNDY 和 WJ TSUNG （初稿于1989年8月23日，终稿于1990年8月15日）摘要作者描述了的准双曲面齿轮的生成方法以及滚齿面均匀的深度和刀具的几何形状和齿面方程，而且有必要用计算机检测齿轮齿面的三坐标方程，用于生成模具并锻造齿轮，并把部分的准双曲面齿轮传动的啮合和接触用计算机仿真输入数据。 1.简介HYVOlD齿轮在汽车行业得到广泛应用。它是由格里森（美国）和欧瑞康（瑞士）公司联合设计制造的。准双曲面齿轮在传动设计之间的交叉轴的运动是不断变换。在小齿轮和大齿轮的基准表面间距锥体是相切点P（间距点）的固定坐标系（图1）。一般，准双曲面齿轮的旋转轴成90角。旋转轴线之间的最短距离是指定由E点和和之间的间距锥的顶点。间距锥相切的平面（俯仰平面）穿过间距锥体的顶点和节距P点，最短距离E，小齿轮和大齿轮角速度和；和决定了位置顶点的间距锥体和相对于齿轮最短距离。准双曲面齿轮的有两种类型：（i）锥形齿，及（ii）齿均匀的深度，它们分别产生：（i）该面研磨的方法，并（ii）滚齿齿面。面对研磨的方法根据该应用程序，其生成面是一个圆锥体，是锥形齿。每个齿（有时甚至是齿的每一侧）单独生成和索引的生成所需的下一个齿。该齿轮齿面是工具表面的包络线。唯一的例外是甲酸切齿轮的表面与刀具表面重合。 滚齿面加工的方法是基于齿轮的齿面的产生由两个精加工刀片。齿面代表一族的曲线（直线）生成叶片的形状。其齿面齿向深度是统一的。该理论的产生是数学描述的准双曲面齿轮，Gleason1及利特温等人 2一直深入研究锥齿面。利特温3对包络曲面测定的方法进行了讨论。该理论的产生的滚齿表面的数学表示为准双曲面齿轮并未在文献中发表。有几个原因说明为什么在用于制造时用数学表示的准双曲面齿轮齿表面是很重要的，而且具有高的精确度： 图一 关于准双曲面齿轮节锥 图2 准双曲面齿轮节平面（1）必要时它将对机床进行优化设置，为了降低传输的差错（它们会导致振动），并提供可以通过电脑模拟的啮合一个适当的轴承接触，齿轮的齿接触时连续相切的曲面分析，这意味着齿轮的齿面在任何瞬时点接触3时必须有一个共同的位置矢量和eollinear法线，（2）变形的齿轮齿面，他是必要的以补偿热处理的方式来处理因为机床设置错误而引起的齿轮齿面失真，以生成从该组齿轮的第一齿轮的齿面为例是检查坐标测量机2，4，5。本次检查提供的真实齿面偏差的理论的信息必须要解析，由有限数量的校正偏差的最小化参数-机床设置 - 是一个典型的数学优化问题。 （3）锻造模具来复制齿轮的表面。生成的进行逐点该模具来表示齿轮齿表面分析。以上三个因素解释了为什么滚齿面齿轮的分析表示齿面将有利于它的生产。齿轮齿面的分析表示得到的结果：（i）确定齿面偏差的测量坐标，（）生成用于锻造的模具，（iii）计算机输入部分数据模拟啮合和接触的准双曲面齿轮驱动器2，6。2.齿轮齿面的生成原理齿轮的齿生成该原理，在图中示意性地示出3。铣刀提供与净重组叶片每个组都包含3片：一为粗切削和两个精加工叶片-刀头旋转为2/，所产生的齿轮旋转，转速2，其中是齿轮齿的数目,因此，因此，下一组搅拌刀片开始切割下一个齿轮时当前组的叶片切割当前齿已完成。切割机的传输提供相关的铣刀和齿轮的转速，这是连续的索引的状态。切割机的示意图示于图4。该机器支架带有铣刀，支架转动角度的规定取决于齿轮的节圆锥角轴齿轮毛坯形式的轴。铣刀和齿轮运转时绕其相关的坐标轴。图5表示切割机上的铣刀和齿轮。 的是刚性地连接到切割机的坐标系统。另一个辅助坐标系也被刚性地连接到切割机平面= 0是所谓的机床中心与的原点的交点。我们将区分nontilted和倾斜设置的铣刀（图3和5）。如果没有倾斜的铣刀，铣刀的倾斜角为（图5） 该倾斜铣刀是用来改善的齿轮啮合。 图三 新的齿轮原理 图4 切割机的原理图 图5 切削机床坐标系参数V和H分别代表坐标机床平面坐标，下面讨论V和H的确定，点P的在轴间距点 - 点相切间距锥上。位于齿轮坯料轴线的平面内= 0形成角与轴（图5），在这里齿轮节锥角和是齿轮的单位矢量轴。齿轮绕轴是底座旋转轴，但在生成齿轮构件的过程中，摇臂切割机保持处于静止。参数如图5，决定了齿轮的“螺旋式”的角度，在P之间形成的线a-a和轴, A-A线垂直于PI，PI和P所形成的角度，刀头切割器的叶片的在于一个平面内，通过PI和平行于轴线。 图6 铣刀平面坐标我们还可以识别机器平面=0（图5），当俯仰平面的切线的齿轮和齿轮节锥距点P图6a）。小齿轮和大齿轮节距锥相切的轴线如果没有倾斜，则铣刀是通过点或者是垂直的间距到平面上。是在一些参数的基础上推导出：我们可能会考虑到I是瞬时旋转中心，而铣刀绕一个假想的冠齿轮转动,然后，我们获得（图6） （1）：是刀头的组数，Ncs是在该假想的冠形齿轮的齿的数量;和齿的数量和间距的锥角。图该图纸图6（b）产生 位置：半径r2是在P和rw的齿轮节锥铣刀半径方程（1）和（3）产率图6（a）表示的参数，是所谓的旋转角度，该附图如图图6（b）产生1 刀具几何形状由于这是上面提到的，该工具设置有刀片群体，并且每个群组包含2精加工刀片和一个刀片粗加工（图3） 该下面的讨论是有限的精加工叶片的几何形状： 图7示出了铣刀刚性地连接到一个坐标系的Sc在内部刀刃边缘的形状是一条直线或一条曲线，它位于平面II。这个平面形成角和YC =0的平面所产生的齿的两侧分开，并且每个精加工刀片被设置有一个单一的边缘的形状的的叶片，外边缘是由虚线表示，我们指定了rW的刀片与铣刀轴Xc的对称轴之间的距离 图8示的位置的两个精加工叶片在坐标系Sc，该值决定相对于刃尖内缘位置，依赖于所施加的组数。其中NW应用刀片群体的数目。今后，我们将认为f= 0为了简化以下衍生的工具。我们认为两个辅助坐标系Si和SP的刚性连接到刀片和刀头（图8）。 X1轴和XP与其他重合的轴线对称一个双面刀片。今后，我们将考虑两种情况：（I）内衬直刀刃，及（ii）曲线内衬刀刃。该应用的curvelined叶片允许轴承接触的形状和尺寸在控制之内。刀片与直线形边缘 图7 刀片安装在Sc 图8 批次整理刀片图9（a）示叶片的直衬里。不排除缘角tl和0,1或2的不同幅度。位置向量O镍的Ni在当前点刀片代表的向量方程。在这里，MNI = U。为u对应的负号的情况下，感矢量MINI是如图所示相反。图9（a）等式（7）可得在这里，在俯仰平面刀片宽度，一个是叶片角度上号对应于指向N1和下部标志点N2曲线叶片（图9b）该曲线是在Cj的中心的圆周一个弧形的延长线上OIM在于（图9b）的位置矢量ON当前点镍为代表的矢量方程其中，u是曲线坐标的曲线方程（9） - （11）得到以下方程组的弯叶片在这里，p是圆弧的半径，及上部符号对应于i =1方程表示在SC之刃是根据在从SI过渡通过SP到钪的坐标变换以下矩阵方程这些矩阵的表达式在附录中给出2.齿轮齿面方程的解的推导齿轮齿面产生的坐标系2美元由头部切割刀片随着铣刀旋转绕x-轴和齿轮围绕该齿轮轴的单位矢量G2（图5）根据以下步骤的程序推导第1步：铣刀的倾斜矩阵表示形式认为最初坐标系SC用于该置于非倾斜铣刀正好位于平面内与坐标系统Sr的 XC2= 0，并且刚性地连接切割机来倾斜铣刀，它被透过角L2有关行米-m的每年轴（图10）是平行于最终是为了表示的几何形状考虑到帐户的铣刀头部切割刀片坐标系Sr的接通有关mm和它执行绕x轴的旋转。图11（a）示出的坐标系S，Sp和圣被刚性地连接到铣刀图11（b）示出了一个辅助协调系统架坐标轴予与S到各自的轴平行轴ZZ重合的距离。大家也考虑两个刚性连接坐标系Sn和Sm的相似Sc和架（LLB）最初，在倾斜的Sm是一致的。及Sn相吻合带有S。该倾斜在铣刀进行有关YM-轴向（图LLB）产品的矩阵 说明从S坐标变换至Sn对于特定的情况，一= RW子产品MUCMCP代表的认同矩阵有关情况下其中，a：rw权限必须被翻译在垂直于平面方向上，铣刀XM= 0放置平面内XM =0点OP。第2步：铣刀的旋转矩阵表示形式我们认为现在的坐标系，黄大仙，Sn及铣刀刚性彼此连接最初，坐标系Sn和Sr与每个重合等铣刀及坐标系SXR-轴向进行旋转及它们的取向示于图 12，D-t表示当前的角度铣刀转动。矩阵M说明绕X轴向的旋转铣刀第3步：最后的表达式: 要获得最终的齿轮齿面方程我们用下面的矩阵方程矩阵M小时描述了从Sc2的（图12）坐标变换矩阵马2描述Sc2至SD（图13）的坐标变换及M描述-轴向的齿轮旋转元素的矩阵先生和IMP表示角度的旋转4 t和d2铣刀和齿轮分别为这些参数是相关的.矢量的功能2（U4 2）表示该齿轮的齿面这里的（ui，4 2）是面负责协调其中，ui（图9）表示所述叶片在当前参数的形状.正常的N22的表面是由以下向量方程表示： 分化后利用等式（15）我们获得矩阵L是一个33子矩阵的矩阵M而得到ME通过去除的第四列与行，和r*是31子列中R（U）为了可视化的齿轮齿面的计算机绘制3-D图像上表示它的图 14。表示的图15和16的两个部分在表面其中之一部分（图15）是平均该齿轮横截面，是垂直在gearaxis另一种是通过以下方式获得的平面是垂直切割表面上间距锥的母线。这些节已经获得该齿轮的以下参数：刀片式群体数目净重11数齿N246铣刀半径RW74毫米正常模数m 3.7190平均螺旋角度6224.8133节锥角260.3370平均圆锥半径为r 294.235毫米法向压力角（驱动器）机油19.566法向压力角（海岸）或223.166补遗2.69毫米齿根高5.87毫米角刀具的倾斜IX23.7456曲线刀具半径P 125毫米刀口宽度AI5.841公羊。2.INSTALMENT参数由于安装了有铣刀的最终的表达式如下：点O的坐标（图11）所所表示取向的O，运算与旋转角度4，（图5）也就是确定由公式（5）表示的铣刀轴向初始方向中SC2由单位矢量。2 结论（1）这个概念和运动学的过程生成的membergear一个准双曲面齿轮驱动已被描述（见第1及2） （2）所施加的工具的几何形状已讨论（第3项）方程（3）中3-D空间所产生的齿轮齿面用于其代表性是来自（第4节）这些方程是必要的：（）生成的金属模具如果齿轮是伪造的，（）通过校正最小的凹凸齿轮齿面机床的设置及（iii）电脑模拟网格划分联系准双曲面齿轮传动。一台计算机绘制3-D图像部分齿轮齿面代表（第4节）参考文献：1 Gieason工程，了解齿面接触分析罗切斯特，NY14692号，出版SD3139（1981）。 2 FL LnwiNY. GUAAN“甲酸”准双曲面齿轮传动装置的合成分析方法“Helixform”1-3零件ASME J.机甲德 10383-113（1981年1月） 3佛罗里达州利特温，理论杠杆作用，美国航空航天局发布，1212（AVSCOM技术报告;88-C-035）（1989） 4 RO建造业训练局我SRE BROWN，坐标测量锥齿轮齿数，SAE诠释非公路发电厂大会（1987年） 5格里森工程，G.年龄T.M.用户手册在格里森自动齿轮评价体系蔡司三坐标测量机（1987年）
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