【正文】 華僑大學(xué) 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 題 目： 錐 形擺線齒輪的設(shè)計及數(shù)控加工 姓 名： *** 學(xué) 號： 系 別： 機(jī)械工程系 專 業(yè)： 機(jī)械工程及自動化 年 級： 20xx級 指導(dǎo)教師： 20xx 年 5 月 20 日 錐形擺線齒輪的設(shè)計及數(shù)控加工 2 獨創(chuàng)性聲明 本畢業(yè)設(shè)計（論文）是我個人在導(dǎo)師指導(dǎo)下完成的。文中引用他人研究成果的部分已在標(biāo)注中說明；其他同志對本設(shè)計（論文）的啟發(fā)和貢獻(xiàn)均已在謝辭中體現(xiàn)；其它內(nèi)容及成果為本人獨立完成。特此聲明。 論文作者簽名： 日期： 關(guān)于論文使用授權(quán)的說明 本人完全了解華僑大學(xué) 有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：學(xué)院有權(quán)保留送交論文的印刷本、復(fù)印件和電子版本，允許論文被查閱和借閱；學(xué)院可以公布論文的全部或部分內(nèi)容，可以采用影印、縮印、數(shù)字化或其他復(fù)制手段保存論文。保密的論文在解密后應(yīng)遵守此規(guī)定。 論文作者簽名： 指導(dǎo)教師簽名： 日期： 錐形擺線齒輪的設(shè)計及數(shù)控加工 摘要 擺線齒輪，是指齒廓為擺線的等距曲線形狀的盤形或圓環(huán)形齒輪。它由于傳動比大、外輪廓尺寸小、傳動效率高和承載能力強(qiáng)等眾多優(yōu)點得到廣泛的應(yīng)用。錐形擺線齒輪是擺線齒輪中較為常用的一種，錐形擺線齒輪是齒頂、齒根都帶有錐度的擺線齒輪，利用其齒厚錐度變化的特點，平行軸傳動時，可以通過改變齒輪副軸向的相對位置來調(diào)整齒側(cè)間隙，從而實現(xiàn)有精密回差要求的傳動。 本文利用 UG 進(jìn)行建模，根據(jù)所得參數(shù)及方程式在 UG 的工具表達(dá)式以及規(guī)律曲線的操作下直接繪制出擺線齒輪的齒廓曲線，通 過曲線建立三維模型。根據(jù)數(shù)控加工的基礎(chǔ)，設(shè)定好各項參數(shù) ，使用 UG 的數(shù)控加工功能將擺線齒輪加工出來。 關(guān)鍵詞 ： 擺線齒輪，錐形擺線齒輪， UG，仿真加工 錐形擺線齒輪的設(shè)計及數(shù)控加工 4 Design and CNC machining cone cycloid gear Abstract Cycloid gear tooth profile refers to the shape of the curve cycloid isometric discshaped or annular gear. It is due to the transmission ratio, the outer contour of the small size, high transmission efficiency and strong carrying capacity and many other advantages to be widely used. Cycloidal gear cone cycloid gear is one of the more monly used, cone cycloid gear is addendum, tooth roots are tapered cycloid gear, which is characterized by the use of tooth thickness taper change, when parallel shaft drive, by changing the relative position of deputy to adjust the axial gear backlash, in order to achieve the requirements with sophisticated gear backlash. This paper, by using UG modeling, according to the parameters and equations in UG tool expression and rule curves under the operation of direct mapped the tooth profile curve of cycloidal gear, through the establishment of threedimensional curve model. According to the basis of the numerical control processing, the parameters set, using UG CNC machining function will cycloidal gear. Keywords: cycloid gear, cone cycloid gear, UG, machining simulation 1 目 錄 第 1 章 緒論 ......................................................... 1 本課題的研究意義 ............................................ 1 課題研究方法 ................................................ 2 擺線行星傳動研究現(xiàn)狀 ........................................ 3 仿真技術(shù)研究現(xiàn)狀 ............................................ 3 論文主要研究工作 ............................................ 4 第 2 章 錐形擺線齒輪的設(shè)計 ........................................... 5 引言 ........................................................ 5 擺線齒廓的形成原理 .......................................... 5 擺線輪齒廓曲線方程式 ........................................ 6 錐形擺線輪齒廓曲線方程式 .................................... 8 錐形擺線齒輪基本幾何尺寸 .................................... 9 擺線輪不產(chǎn)生“根切”的條件 ................................. 10 錐形擺線齒輪基本參 數(shù)設(shè)計及計算 ............................. 11 第 3 章 基于 UG 的錐形擺線齒輪建模 ................................... 12 引言 ....................................................... 12 建立錐形擺線齒輪的輪廓曲線 ................................. 12 建立錐形擺線齒輪實體模型 ................................... 14 第 4 章 錐形擺線齒輪的數(shù)控仿真加工 .................................. 15 引言 ....................................................... 15 數(shù)控加工準(zhǔn)備及工藝分析 ..................................... 15 毛坯選擇 ............................................. 15 工件夾具設(shè)計 ......................................... 16 數(shù)控加工工藝路線設(shè)計 ................................. 18 刀具的選擇 ........................................... 20 加工余量與切削用量的選擇 ............................. 21 工藝方案對比分析 ........................................... 23 型腔銑 ............................................... 23 插銑 ................................................. 24 等高輪廓銑 ........................................... 25 UG 數(shù)控加工操作 ........................................... 25 錐形擺線齒輪的設(shè)計及數(shù)控加工 2 進(jìn)入 UG 加工模塊 ...................................... 26 創(chuàng)建程序 ............................................. 26 創(chuàng)建幾何體 ........................................... 27 創(chuàng)建刀具 ............................................. 28 創(chuàng)建加工方法 ......................................... 29 創(chuàng)建工序 ............................................. 30 生成刀路軌跡及仿真 ................................... 30 后處理 ..................................................... 32 結(jié)論 ............................................................... 34 參考文獻(xiàn) ........................................................... 35 致謝 ............................................................... 36 附錄 1 后處理文件部分源碼及解釋 .................................... 37 華僑大學(xué)廈門工學(xué)院 畢業(yè)設(shè) 計（論文） 1 第 1 章 緒論 本課題的研究意義 精密傳動是國防工業(yè)和制造裝備業(yè)極其重要的基礎(chǔ)件，它是一種以高精度的傳遞運動為主要目的機(jī)械傳動形式。精密傳動不但有高運動精度，還具有剛度高、承載能力大、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、保精度壽命長、間隙可調(diào)和響應(yīng)快等特點。精密傳動在許多工業(yè)領(lǐng)域諸如 精密機(jī)械、航空航天、武器裝備、數(shù)控機(jī)床、印刷包裝機(jī)械、交通運輸機(jī)械、機(jī)器人、醫(yī)療 器械等領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛，不管是國際還是國內(nèi)的市場都非常有前景。 擺線齒輪，是指齒廓為擺線的等距曲線形狀的盤形或圓環(huán)形齒輪。它由于傳動比大、 外輪廓尺寸小、傳動效率高和承載 能力強(qiáng)等眾多優(yōu)點得到廣泛的應(yīng)用。 錐形擺線齒輪是擺線齒輪中較為常用的一種，錐形擺線齒輪是齒頂、齒根都帶有錐度的擺線齒輪，利用其齒厚錐度變化的特點，平行軸傳動時，可以通過改變齒輪副軸向的相對位置來調(diào)整齒側(cè)間隙，從而實現(xiàn)有精密回 差要求的傳動。所以錐形擺線齒輪比普通擺線齒輪更容易實現(xiàn)精密傳動。 通過錐形擺線齒輪可實現(xiàn)錐形擺線行星傳動，錐形擺線行星傳動是依據(jù)普通擺線針輪行星傳動的針齒半徑改變時對應(yīng)的系列變幅擺線互為等距線而提出的新型傳動 ，屬于差齒 行星傳動 。 該傳動將針齒改為圓錐形，對應(yīng)的擺線輪為錐面 (該錐面由直線母線沿定 點及變幅擺線發(fā)生線運動形成 )。 這個傳動的任意截面本質(zhì)上是一個普通擺線行星傳動，即錐形擺線行星傳動任意截面滿足嚙合定律。這個系列擺線行星傳動的變幅系數(shù)、基圓、滾圓、針輪和擺線輪的節(jié)圓、偏心距都是相等的，但是針輪的半徑以及擺線輪的齒頂圓和齒根圓都是不同的 。 錐型擺線傳動具有“零”傳動誤差和“零”回差特性，在衛(wèi)星通信、雷達(dá)及電子對抗、遙感與遙測等重大國防裝備天線精密傳動系統(tǒng)中具有很好的應(yīng)用前景 。 該傳動的特點可概括為以下四點： 1) 嚙合 的間隙可以調(diào)整 ， 容易獲得較高的傳動精度。如果嚙合副和相關(guān)零部件具有足夠高的制造精度，可通過改變錐形擺線輪的軸向位置調(diào)整嚙合間隙。 2) 承載 的 能力大，嚙合剛度高。錐形擺線行星輪與錐形針齒為線接觸副，其接 承載能力大，嚙合剛度高，錐形擺線行星輪與錐形針齒為線接觸副，其接觸應(yīng)力高于點接觸副。 3) 不需 要 修形。 錐形擺線輪的 重合度為擺線輪齒數(shù)的一半 ，錐形擺線輪不需要修形，方便加工。 錐形擺線齒輪的設(shè)計及數(shù)控加工