*學院*學院畢業設計（論文）外文翻譯題目零傳動滾齒機滾刀架進給部件設計學生姓名*專業機械制造工藝及設備學號班級指導老師*職稱教授2011年10月8日零傳動滾齒機滾刀架進給部件設計1GNC滾齒機切削的通用數學模型滾齒機的切削原理是一種具有多自由度的切削過程。在本論文中，我們在數控滾齒機和蝸桿型滾刀切削機原理基礎上提出了一個數學模型來模擬一般的6軸滾齒機CMC的生成過程，該齒輪數學模型可用于模擬不同類型的齒輪加工，其中列舉了一些例子包括驗證數學模型。此外，新類型的齒輪名為“Helipoid”，可在交叉軸傳動使用，使通用齒輪的數學模型可以更方便的生成，并能更透徹的理解和對該類型裝置的發展。1介紹滾齒，成形，及其他特殊用途的機器被廣泛用于生產不同類型的齒輪。由于容易對刀，效率高，質量可靠，傳統滾齒機被用于制造齒輪，斜齒輪和蝸輪。數控滾齒機的發展使得切削齒輪變得高效率和高精度。一個齒輪坯裝卸時間也大大減少。通過使用不同制造過程的數控滾齒機，以新穎的形狀可以制造出齒輪傳動平行，交叉和交叉軸。然而，數控滾齒機過程是復雜的，由于其刀具復雜的幾何形狀，以及復雜的刀具設定和多自由度切削運動。到現在為止，這個主題只收到非常有限的關注。大多數調查都是包括在涉及齒輪幾何形狀的基礎上有一個自由度刀架（利特文和蔡，1985；利特文，1989）。多自由度已經很少被人研究。利特溫等人（1975年，1994年）提出了多自由度應用到齒輪的理論概念。Chakraborty和Dhande（1977）調查了兩個自由度，即Camoid和圓錐形度的空間凸輪的幾何形狀。此外，蔡和黃（1994）采用了包絡理論來研究Camoid幾何。此外，Mitome（1981）所使用的理論，研究了圓錐齒輪滾齒。吳（1982）研究了一個具有多自由度滾齒機滾齒的過程。然而，上述模型不能應用到六軸數控滾齒機，因此，不能充分模擬和開發新型齒輪。在本文中，我們首先建立了數控滾齒機滾刀和切削原理的數學模型。而運動學關系是切削原理和轉換矩陣的基礎。在切削原理的基礎上，產生具有多自由度，理論上，一般滾齒機在6軸數控滾齒機齒輪仿真數學模型的概念可得到發展。通過適當選擇通用齒輪的數學模型參數，加上不同的齒輪齒面方程，并可以得到相應的齒輪齒面通過使用數控滾齒機削減量。交錯軸斜齒輪軸交叉用于電力傳輸。然而，由于其點接觸和低接觸率較低，交錯軸斜齒輪承載能力相對比準雙曲面齒輪差。在本論文中，我們提出了一個通用齒輪數學模型推導出一個名為“Helipoid”齒輪，以章回形式（由第三作者永田教授發明）。通過算例演示了該數學模型和一個具有多自由度數控滾齒機由齒輪切削效率。通過通用齒輪的數學模型，模擬數控滾齒機齒輪加工過程的能力，可以方便齒輪設計和制造的廠家。通用齒輪的數學模型也可運用到設計正齒輪，斜齒輪，蝸輪齒輪和非圓齒輪。這項研究顯示的結果也為產業提供了設計，分析重要軟件，各類齒輪制造。零傳動滾齒機滾刀架進給部件設計22原理及數控滾齒機運動的關系一個6軸數控滾齒機，可用于制造具有多自由度的不同類型的齒輪軸的運動。數控滾齒機齒輪生成過程十分復雜。圖1給出了一個6軸數控滾齒機，其中X，Y和Z軸徑向，切向，軸向，分別如示意圖所示；軸A，B和C是滾刀旋轉軸，滾刀主軸與工作臺軸。然而，在當今的數控滾齒機種，A和Y軸的設置定位和旋轉軸B和C之間的比值是一個常數。有些機器允許X和Z軸之間的相互關系，因此，今天的數控滾齒機都是3軸機床。這個假想的6軸滾齒機可能未來會實現。圖2說明了在這些軸運動的關系。坐標系Sh連接到滾刀刀具坐標系，坐標系Sp表示杯滾刀刃切削工件。坐標系Sf表示機座，坐標系Sr是參考坐標系,h和p表示滾刀刀具和齒輪坯，旋轉角度F是滾刀安裝角。此外，不同坐標系之間的關系可以通過運用變換矩陣方程Mij的矩陣坐標把Sj變換Si。在圖2上可以看出，矩陣Mrh，Mfr，Mpf可以表示如下：零傳動滾齒機滾刀架進給部件設計3根據6軸數控滾齒機特點，滾刀刀刃切削點在坐標系Sp和Sf可以很容易地通過使用矩陣變換方程得到。如果位移矢量方程和單位正常的滾刀量分別為Xh,Yh,Zh和Nxh,Nyh,Nzh，軌跡和單位滾刀量常量，用坐標系Sf代表，可以通過以下矩陣變換方程：其中矩陣Lfr，Lrh和Lfh矢量變換矩陣，可以通過刪除最后一排和矩陣Mfr,Mrh5和Mfh分別獲得。同樣，軌跡和單位滾刀刀具常量，在表示工件坐標系Sp，可以通過以下矩陣變換方程：矢量變換矩陣Lpf可刪去最后一排和最后一列的矩陣Mpf獲得方程（3）。零傳動滾齒機滾刀架進給部件設計43滾刀和工件之間的相對速度對數控滾齒機運動關系的基礎上，滾刀刀刃和工件的相對速度也可以得到。滾刀件和工件的關系在圖1和2所示。正如圖2，點P指向滾刀刀具和工件。滾刀件曲面坐標可以轉化為固定的坐標系Sf，表示如下：接觸到工件的P點速度可以得到如下：其中Wp是工件的角速度。此外，接觸到滾刀刃的P點速度可如下：經過一些數學運算，(10)可以簡化為如下：零傳動滾齒機滾刀架進給部件設計5按照(9)和(11)，相對速度Vf在坐標系Sf可得方程（12）顯示了滾刀件和工件的P點在它們的共同（生成的齒輪齒形面）接觸點的相對速度，它們的共同表面nf垂直于它們的相對速度Vf。因此，必須遵守下列公式方程（13）是嚙合方程。方程（12）代入方程（13）產生這個等式表示所生成齒輪的運動參數和滾齒刀齒面的曲面參數的關系。通過采用數控齒輪滾齒機生成如圖1和2滾刀刀具的運動。其實，大部分商業滾齒機是3軸機床。數控滾齒機的有些軸是固定的，而在生產過程中有些軸具有一些專門的關系式。例如，軸A應調整根據生成的齒輪螺旋角，并且在大多數情況下修復。也就是說，當一個右導角p由螺旋齒輪與導角h角設立F滾刀刀具等于p-h。在螺旋齒輪制造中，軸X和A是固定的；在蝸輪制造，軸A，X及Z是固定的。為了模擬所有的數控滾齒機產生齒輪的制造工藝，工件和軸線之間的運動關系可以寫成如下：其中,mi=Nh/Np,Nh是滾刀量（刀齒的滾刀齒數），Np是齒輪的齒數。然而，從齒廓修形的角度考慮，mi是一個變量。代入式（15）（14）和wh,Vh,Vx,Vz產生以下公式獨立變量來重新安排：零傳動滾齒機滾刀架進給部件設計6由于wh，Vh，Vx和Vz是獨立的變量，括號中都是等于零。因此，四個嚙合方程，得到代表的坐標系和Sf如下：值得注意的是，方程（17）至（20）不需要同時存在于不同類型的齒輪。當有些軸是固定的或有特殊的關系，這四個方程嚙合可能會減少其對滾刀刀具真實運動。通過考慮嚙合顯示在方程（17）至（20）和滾刀量在Sp坐標系，這是附著在工件的位點，一般的齒輪齒面的數學模型，通過一個6軸產生的方程數控滾齒機獲得。在下面的部分中，我們運用數學模型，提出了齒輪生成不同類型的齒輪在嚙合通過指定的參數方程。4不同類型的齒輪生成的齒輪數學模型一個6軸數控滾齒機，可用于制造正齒輪，斜齒輪，蝸輪齒輪，非圓齒輪。在這一節，我們討論了6軸數控滾齒機制造不同的齒輪。此外，對新類型的齒輪“Helipoid”進行了研究。選擇例子來說明齒輪齒面考慮得多嚙合方程。如圖2所示，軸Zh是滾刀刀具的旋轉軸。Or是Zh和Xf-Zf軸平面的交點。(a)點Or是固定的正如在圖1和圖2所示，當X