外文文獻(xiàn)翻譯(零傳動滾齒機(jī)滾刀架進(jìn)給部件設(shè)計(jì)).

1、*學(xué)院*學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文外文翻譯 題目 零傳動滾齒機(jī)滾刀架進(jìn)給部件設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 * 專 業(yè) 機(jī)械制造工藝及設(shè)備 學(xué) 號 0710211110 班 級 071021B1 指導(dǎo)老師 * 職 稱 教授 2021年10月8日GNC滾齒機(jī)切削的通用數(shù)學(xué)模型滾齒機(jī)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(shù)控滾齒機(jī)和蝸桿型滾刀切削機(jī)原理根底上提出了一個(gè)數(shù)學(xué)模型來模擬一般的6軸滾齒機(jī)CMC的生成過程，該齒輪數(shù)學(xué)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(yàn)證數(shù)學(xué)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(shù)學(xué)模型可以更方便的生成，并能更透徹的

2、理解和對該類型裝置的開展。1介紹滾齒，成形，及其他特殊用途的機(jī)器被廣泛用于生產(chǎn)不同類型的齒輪。由于容易對刀，效率高，質(zhì)量可靠，傳統(tǒng)滾齒機(jī)被用于制造齒輪，斜齒輪和蝸輪。數(shù)控滾齒機(jī)的開展使得切削齒輪變得高效率和高精度。一個(gè)齒輪坯裝卸時(shí)間也大大減少。通過使用不同制造過程的數(shù)控滾齒機(jī)，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(shù)控滾齒機(jī)過程是復(fù)雜的，由于其刀具復(fù)雜的幾何形狀，以及復(fù)雜的刀具設(shè)定和多自由度切削運(yùn)動。到現(xiàn)在為止，這個(gè)主題只收到非常有限的關(guān)注。大多數(shù)調(diào)查都是包括在涉及齒輪幾何形狀的根底上有一個(gè)自由度刀架利特文和蔡，1985;利特文，1989。多自由度已經(jīng)很少被人研究。利特溫等人

3、1975年，1994年提出了多自由度應(yīng)用到齒輪的理論概念。Chakraborty和Dhande1977調(diào)查了兩個(gè)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(luò)理論來研究Camoid幾何。此外，Mitome1981所使用的理論，研究了圓錐齒輪滾齒。吳1982研究了一個(gè)具有多自由度滾齒機(jī)滾齒的過程。然而，上述模型不能應(yīng)用到六軸數(shù)控滾齒機(jī)，因此，不能充分模擬和開發(fā)新型齒輪。在本文中，我們首先建立了數(shù)控滾齒機(jī)滾刀和切削原理的數(shù)學(xué)模型。而運(yùn)動學(xué)關(guān)系是切削原理和轉(zhuǎn)換矩陣的根底。在切削原理的根底上，產(chǎn)生具有多自由度，理論上，一般滾齒機(jī)在6軸數(shù)控滾齒機(jī)齒輪仿真數(shù)學(xué)模型的概

4、念可得到開展。通過適中選擇通用齒輪的數(shù)學(xué)模型參數(shù)，加上不同的齒輪齒面方程，并可以得到相應(yīng)的齒輪齒面通過使用數(shù)控滾齒機(jī)削減量。交錯(cuò)軸斜齒輪軸交叉用于電力傳輸。然而，由于其點(diǎn)接觸和低接觸率較低，交錯(cuò)軸斜齒輪承載能力相比照準(zhǔn)雙曲面齒輪差。在本論文中，我們提出了一個(gè)通用齒輪數(shù)學(xué)模型推導(dǎo)出一個(gè)名為“Helipoid齒輪，以章回形式由第三作者永田教授創(chuàng)造。通過算例演示了該數(shù)學(xué)模型和一個(gè)具有多自由度數(shù)控滾齒機(jī)由齒輪切削效率。通過通用齒輪的數(shù)學(xué)模型，模擬數(shù)控滾齒機(jī)齒輪加工過程的能力，可以方便齒輪設(shè)計(jì)和制造的廠家。通用齒輪的數(shù)學(xué)模型也可運(yùn)用到設(shè)計(jì)正齒輪，斜齒輪，蝸輪齒輪和非圓齒輪。這項(xiàng)研究顯示的結(jié)果也為產(chǎn)業(yè)提供

5、了設(shè)計(jì)，分析重要軟件，各類齒輪制造。2原理及數(shù)控滾齒機(jī)運(yùn)動的關(guān)系一個(gè)6軸數(shù)控滾齒機(jī)，可用于制造具有多自由度的不同類型的齒輪軸的運(yùn)動。數(shù)控滾齒機(jī)齒輪生成過程十分復(fù)雜。圖1給出了一個(gè)6軸數(shù)控滾齒機(jī)，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(zhuǎn)軸，滾刀主軸與工作臺軸。然而，在當(dāng)今的數(shù)控滾齒機(jī)種，A和Y軸的設(shè)置定位和旋轉(zhuǎn)軸B和C之間的比值是一個(gè)常數(shù)。有些機(jī)器允許X和Z軸之間的相互關(guān)系，因此，今天的數(shù)控滾齒機(jī)都是3 軸機(jī)床。這個(gè)假想的6軸滾齒機(jī)可能未來會實(shí)現(xiàn)。圖2說明了在這些軸運(yùn)動的關(guān)系。坐標(biāo)系Sh連接到滾刀刀具坐標(biāo)系，坐標(biāo)系Sp表示杯滾刀刃切削工件。坐標(biāo)系Sf表示機(jī)座，坐

6、標(biāo)系Sr是參考坐標(biāo)系,h和p表示滾刀刀具和齒輪坯，旋轉(zhuǎn)角度F是滾刀安裝角。此外，不同坐標(biāo)系之間的關(guān)系可以通過運(yùn)用變換矩陣方程Mij的矩陣坐標(biāo)把Sj變換Si。在圖2上可以看出，矩陣Mrh，Mfr，Mpf可以表示如下：根據(jù)6軸數(shù)控滾齒機(jī)特點(diǎn)，滾刀刀刃切削點(diǎn)在坐標(biāo)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(biāo)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

7、坐標(biāo)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。3滾刀和工件之間的相對速度對數(shù)控滾齒機(jī)運(yùn)動關(guān)系的根底上，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(guān)系在圖1和2所示。正如圖2，點(diǎn)P指向滾刀刀具和工件。滾刀件曲面坐標(biāo)可以轉(zhuǎn)化為固定的坐標(biāo)系Sf，表示如下：接觸到工件的P點(diǎn)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(diǎn)速度可如下：經(jīng)過一些數(shù)學(xué)運(yùn)算，(10)可以簡化為如下：按照(9)和(11)，相對速度Vf在坐標(biāo)系Sf可得方程12顯示了滾刀件和工件的P點(diǎn)在它們的共同生成的齒輪齒形面接觸點(diǎn)的相對速度，它們的共同外表nf垂

8、直于它們的相對速度Vf。因此，必須遵守以下公式方程13是嚙合方程。方程12代入方程13產(chǎn)生這個(gè)等式表示所生成齒輪的運(yùn)動參數(shù)和滾齒刀齒面的曲面參數(shù)的關(guān)系。通過采用數(shù)控齒輪滾齒機(jī)生成如圖1和2滾刀刀具的運(yùn)動。其實(shí)，大局部商業(yè)滾齒機(jī)是3軸機(jī)床。數(shù)控滾齒機(jī)的有些軸是固定的，而在生產(chǎn)過程中有些軸具有一些專門的關(guān)系式。例如，軸A應(yīng)調(diào)整根據(jù)生成的齒輪螺旋角，并且在大多數(shù)情況下修復(fù)。也就是說，當(dāng)一個(gè)右導(dǎo)角p由螺旋齒輪與導(dǎo)角h角設(shè)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(shù)控滾齒機(jī)產(chǎn)生齒輪的制造工藝，工件和軸線之間的運(yùn)動關(guān)系可以寫成如下：其中,m

9、i=Nh/Np,Nh是滾刀量刀齒的滾刀齒數(shù)，Np是齒輪的齒數(shù)。然而，從齒廓修形的角度考慮，mi是一個(gè)變量。代入式1514和wh,Vh,Vx,Vz產(chǎn)生以下公式獨(dú)立變量來重新安排：由于wh，Vh，Vx和Vz是獨(dú)立的變量，括號中都是等于零。因此，四個(gè)嚙合方程，得到代表的坐標(biāo)系和Sf如下：值得注意的是，方程17至20不需要同時(shí)存在于不同類型的齒輪。當(dāng)有些軸是固定的或有特殊的關(guān)系，這四個(gè)方程嚙合可能會減少其對滾刀刀具真實(shí)運(yùn)動。通過考慮嚙合顯示在方程17至20和滾刀量在Sp坐標(biāo)系，這是附著在工件的位點(diǎn)，一般的齒輪齒面的數(shù)學(xué)模型，通過一個(gè)6軸產(chǎn)生的方程數(shù)控滾齒機(jī)獲得。在下面的局部中，我們運(yùn)用數(shù)學(xué)模型，提出了

10、齒輪生成不同類型的齒輪在嚙合通過指定的參數(shù)方程。4不同類型的齒輪生成的齒輪數(shù)學(xué)模型一個(gè)6軸數(shù)控滾齒機(jī)，可用于制造正齒輪，斜齒輪，蝸輪齒輪，非圓齒輪。在這一節(jié)，我們討論了6軸數(shù)控滾齒機(jī)制造不同的齒輪。此外，對新類型的齒輪“Helipoid進(jìn)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(zhuǎn)軸。Or是Zh和Xf-Zf軸平面的交點(diǎn)。(a)點(diǎn)Or是固定的正如在圖1和圖2所示，當(dāng)X，Y和Z的6軸數(shù)控滾齒機(jī)是固定的，滾刀量Oh參考中心點(diǎn)是M。在這種情況下代入式16，嚙合方程可以簡化為如下：其中mi=Nh/Np，Nh是開始的滾刀數(shù)量，Np是蝸輪齒數(shù)。蝸輪齒面，可考慮在滾刀刀

11、具坐標(biāo)系Sp和嚙合式表達(dá)22方程，同時(shí)代表的軌跡。因此，式6和22代表蝸輪齒面。(b)點(diǎn)Or朝Xf-Zf移動在蝸輪制造中，滾刀刀具中心可設(shè)置在固定點(diǎn)M圖2。然而，當(dāng)滾齒機(jī)用于制造螺旋齒輪，滾刀刀具運(yùn)動是在Xf-Zf平面上。因此，Or點(diǎn)滾刀軸點(diǎn)是一條曲線，并在Xf-Zf平面上運(yùn)動。當(dāng)速度Vx和Vz都在制造過程中形成一個(gè)特定的關(guān)系，Or點(diǎn)的軌跡可表示如下：然后，切線方向可以得到其中y代表了滾刀刀具路徑，Zf軸切向量的夾角。二次方程一般選擇的滾刀刀具路徑情況如下：然后，表達(dá)式24中的y變?yōu)檫@是由于這一個(gè)六軸數(shù)控滾齒機(jī)一些軸可能被認(rèn)為是固定或有齒輪生成過程的具體關(guān)系的。如在本例所示，A和Y軸是固定的即

12、Vh=0，角F是常數(shù)，X和Z軸有特殊的關(guān)系，如式25和26所示。它們之間的工件和數(shù)控滾齒機(jī)軸15，可改寫為如下關(guān)系：其中Lp是所生成的齒輪的頭。第二個(gè)在表示式27是由于額外的旋轉(zhuǎn)所生成齒輪的螺旋角。方程27顯示了兩個(gè)wh和Vz獨(dú)立的變量來使工件旋轉(zhuǎn)。當(dāng)方程代入式2714，兩個(gè)嚙合方程可以計(jì)算如下：同時(shí)通過求解方程28和29，滾刀刀具軌跡坐標(biāo)系中的Sp即，式6，齒輪齒面可以得到。當(dāng)O點(diǎn)在Xf-Zf平面上運(yùn)動，幾種類型的齒輪可以產(chǎn)生：(i)正齒輪的制造在正齒輪的制造過程中，參數(shù)方程29可指定，即Lp=無限和y=0。嚙合式29簡化為如下公式：方程30表示滾刀和生成的齒輪的接觸線是Vz參數(shù)及滾刀在Zf

13、方向與位置無關(guān)。然后，正齒輪減少，28簡化為公式：對齒輪的齒面，可考慮滾刀刀具坐標(biāo)系中的Sp和嚙合式31方程，同時(shí)代表的軌跡。因此，式6和31代表一個(gè)齒輪的齒面。(ii)非圓齒輪的制造對非圓齒輪的制造也可視為一個(gè)二維的問題。然而，圖2中l(wèi)x的距離在非圓齒輪的生成過程不變。在這種情況下，lx距離等于Zp的非圓齒輪的旋轉(zhuǎn)中心和滾刀刀具Zh軸的距離。非圓齒輪的齒面，可考慮滾刀坐標(biāo)系中的Sp和嚙合式31方程同時(shí)代表的軌跡。因此，式6和31代表的非圓齒輪的齒面。由于非圓齒輪的產(chǎn)生可視為一個(gè)二維問題，滾刀刀具可用于開發(fā)的非圓齒輪的數(shù)學(xué)模型?；谇邢髟砗蜐L刀刀具，張等人的幾何形狀1995提出了一個(gè)完整的數(shù)

14、學(xué)模型并進(jìn)行分析，從而顛覆了橢圓齒輪。然而，數(shù)控滾齒機(jī)與曲線非圓齒輪制造是不恰當(dāng)?shù)?。插齒刀的制造應(yīng)采用這樣的非圓齒輪的類型。此外，張和蔡1995已經(jīng)開發(fā)出橢圓齒輪的數(shù)學(xué)模型。(iii)Helipoid齒輪制造準(zhǔn)雙曲面齒輪和交叉螺旋齒輪被廣泛用于交叉軸傳動。不過，特殊機(jī)器和工具的設(shè)置是必要的并且需要適當(dāng)?shù)慕佑|產(chǎn)生橢圓和準(zhǔn)雙曲面齒輪的位置。所以本錢較高，也需要機(jī)能高超的工人制造。交錯(cuò)軸斜齒輪是另外一種交叉軸，由于其本錢低傳輸有效而被選擇。然而，缺點(diǎn)是低接觸率和負(fù)荷能力有限，而且工作交叉螺旋齒輪的使用壽命較短。在齒輪原理中，兩個(gè)交叉軸嚙合面雙曲面及接觸線是一個(gè)螺旋軸利特溫，1989。為了增加接觸率和

15、負(fù)荷的交錯(cuò)軸斜齒輪，一種新的類型命名Helipoid齒輪在承載能力的根底上提出了兩個(gè)嚙合hyperbolids概念。認(rèn)為，瞬時(shí)螺旋軸MN，如圖3所示，是眾所周知的。螺旋運(yùn)動的軸可能是由以下公式表示：該hyperbolid矩陣在坐標(biāo)系Sf中表示為代入式3233，該hyperbolid方程可寫成如下：其中l(wèi)和是hyperbolid參數(shù)。當(dāng)“Helipoid齒輪與蝸輪滾刀接觸，點(diǎn)Or向Xf-Zf面等距離的hyperbolid滾刀軸向移動，并且rh是俯仰滾刀圓的半徑。該hyperbolid軸截面可以通過設(shè)置yfh=0。因此，方程35也可表示如下：方程36顯示，hyperbolid軸截面是一個(gè)雙曲線。滾

16、刀刀具的運(yùn)動可以因此而獲得，并表示如下：由于滾刀刀具軌跡平行于軸截面的hyperbolid，角度y可以同時(shí)代入26和36。因此，代入式37和38到式28和29為Helipoid齒輪嚙合產(chǎn)生的方程。對Helipoid齒輪的齒面，可考慮滾刀刀具坐標(biāo)系Sp，這是Helipoid齒輪軌跡和嚙合方程式28和29同時(shí)顯示。一個(gè)例子說明如下以顯示Helipoid一代的ZN型齒輪滾刀刀具制造。例如：一個(gè)ZN型滾刀用來制造Helipoid齒輪。表1總結(jié)了齒輪滾刀和Helipoid的根本數(shù)據(jù)。該ZN型外表的數(shù)學(xué)模型，以及在業(yè)內(nèi)知名和ZN型滾刀同時(shí)被廣泛用于制造的齒輪。滾刀刀具的外表可以產(chǎn)生與直線形刀片，像滾刀刀具

17、的軸圖4螺旋運(yùn)動。由利特溫1994所提出的ZN型通過曲面方程改寫如下：一般正常外表ZN型，給出如下表達(dá)：在方程39，參數(shù)p是螺桿參數(shù)。參數(shù)u決定了點(diǎn)A或A的產(chǎn)生線的位置;其中u= |MA|或M=|MA|第二行，如圖4所示。運(yùn)用數(shù)學(xué)模型的通用齒輪開發(fā)，Helipoid齒輪的齒面可以代入方程37-40到式4-6以及式28和29，齒輪的齒面Helipoid得到如圖5所示。5結(jié)論滾齒機(jī)被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)不同類型的齒輪。 6軸數(shù)控滾齒機(jī)的開展，使齒輪制造更有效和靈活。此外，它能開發(fā)新型齒輪。在本文中，我們以幾何型滾刀刀具和齒輪原理為根底提出了滾齒機(jī)切削的通用數(shù)學(xué)模型。所開發(fā)的通用齒輪的數(shù)學(xué)模型，不僅可應(yīng)用

18、于傳統(tǒng)滾齒機(jī)制造的齒輪，而且可應(yīng)用于非圓齒輪和新類型制造工藝與裝備。齒輪Helipoid也被提出說明其設(shè)計(jì)過程以及在所開發(fā)的通用齒輪數(shù)學(xué)模型中的應(yīng)用。參考文獻(xiàn)1 Chakrabony, J., and Dliande, S. G., 1977, Kinematics and Geometry of Planar and Spatial Cam Mechanisms, Wiley Eastern Limited, New Delhi.2 Chang, S. L., and Tsay, C. B., 1995, Mathematical Model of the Elliptical Gear G

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