基于VB和AutoCAD的齿轮滚刀鉴定系统研究

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)浙江工业大学机械工程学院 作者:金寿松

  为了快速鉴定针对给定齿轮所设计或选择的滚刀是否能够精确地加工出给定的齿轮廓形,通过选用常用滚刀的齿廓设计,结合基于啮合原理的共轭齿廓计算方法,推导出对应齿轮的齿廓参数方程,应用VB编程技术和AutoCAD的二次开发技术,研发了一套齿轮滚刀鉴定系统软件,可以计算出齿轮渐开线起始圆、终止圆直径等关键参数,并生成CAD齿轮端面齿廓.通过选择实际加工中的一把滚刀,由鉴定系统根据相关参数所获得齿轮廓形的鉴定计算结果和该滚刀加工所得齿轮的廓形实测结果进行比较,综合各组数据并结合图像分析,表明齿轮滚刀鉴定系统具有较高精确性和生产实用性。

  滚刀是一种被广泛应用的齿轮展成工具,可用于加工直齿轮、斜齿轮、变位齿轮等.滚刀齿廓形状与其所加工齿轮齿廓形状存在共轭关系,或称滚刀齿廓与其所加工齿轮齿廓是一对共轭曲线,滚齿过程常被看作一对交错轴圆柱齿轮啮合过程,滚刀齿廓齿厚直接决定其所加工齿轮齿廓齿厚,从齿轮齿廓齿厚数据也可反求推算出其所采用滚刀齿廓齿厚数据。针对订单制生产的汽配齿轮企业,齿轮种类繁多,尤其是有修缘、挖根和变位要求的齿轮,由于存在企业技术保密和利益保护要求,至今还没有一种为给定齿轮所设计或选用滚刀能否精确加工出给定齿轮廓形的鉴定方法.为此,基于VB和AutoCAD研发一套齿轮滚刀鉴定系统,通过计算可以定量分析滚刀齿廓齿厚数据与其所加工齿轮齿廓齿厚数据关系,并能够从滚刀齿廓齿厚数据得到齿轮齿廓齿厚数据,鉴定滚刀齿廓齿厚数据设计选择或现有滚刀选用是否合理。

  1、齿廓参数计算

  从滚齿展成轴剖面看,滚刀旋转形成其齿廓在法向移动,而齿廓包络线就形成所加工齿轮廓形。

  1.1、滚刀齿廓设计

  滚齿常用触角修缘滚刀,触角修缘类型是最复杂的齿廓类型,它同时包含了触角和修缘的齿廓特点,其法面廓形如图1所示,GA 为齿根槽切削刃直线段,AB 为触角圆弧段,BC 和CD 为触角直线段,DE 为主切削直线段,EF 为修缘刃直线段.为降齿轮根部应力集中程度,通常直线GA 和直线BC与圆弧AB 分别相切于A 点和B 点,且通常直线BC 平行于直线DE.因此,当A 点和G 点重合时,触角修缘滚刀顶部就变成整圆弧,触角就由顶部弧段AB 和直线段BC 及直线段CD 围成;当B 点和C 点重合时,触角修缘滚刀触角就由弧段AB 和直线段CD 围成;而当A,G 两点和B,C 两点分别同时重合时,触角修缘滚刀顶部就变成整圆弧,触角就由顶部弧段AB 和直线段CD 围成。

基于VB和AutoCAD的齿轮滚刀鉴定系统研究

图1 常用滚刀的法面廓形

  4、结论

  选择常用滚刀齿廓设计和共轭齿廓计算建模,结合VB编程技术和AutoCAD二次开发技术,研发了齿轮滚刀鉴定系统软件.该软件可以计算出齿轮渐开线起止圆直径等关键参数,并生成CAD齿轮端面齿廓,以及可用于鉴定滚刀设计或滚刀选择精确性.用一组实际滚刀获得的鉴定计算结果和滚齿加工所得齿轮实测结果比较,综合分析表明齿轮滚刀鉴定系统具有较高精确性和生产实用性。

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