弧齿锥齿轮数控加工建模与参数控制.pdf

J数字技术

数控技术一叶五

汪秀琴

(云浮市中等专业学校广东云浮527300)

摘要：弧齿锥齿轮的齿形为圆弧状，齿面外形呈锥状，因为齿形有螺旋角，故又称为螺旋锥齿轮。弧齿锥齿轮副构成轴向相交的运动，由于齿面重叠

系数高，传递动力大，广泛应用汽车、矿山、航空、船舶等领域。但弧齿齿形较为复杂，这给齿轮加工制造带来一定困难。目前，弧齿锥齿轮加工可以

采用专用机床，但加工调整不易，所以采用数控加工是齿轮制造的一个重要方向。采用数控加工弧齿锥齿轮，需要三维实体建模，再生成加工程序文件，

这个过程也有许多技术环节需要解决闺此本文对弧齿锥齿轮数控加工建模与参数控制进行了探讨。

关键词：弧齿锥齿轮数控加工建模参数控制

中图分类号：TG61文献标识码：A文章编号：1007．9416(2016)10-0024．02

1弧齿锥齿轮的实体建模方法影曲面，通过旋转、混合扫描等特征操作，形成齿坯和1个齿廓。再通

目前，弧齿锥齿轮建模方法主要有数学建模和三维CAD／过阵列方式得到完整弧齿锥齿轮模型。在创建曲线的过程中，为特

CAM软件建模两个途径，其特点和方法如下…：征尺寸和关系赋予参数，这样就成为弧齿锥齿轮的参数化模型。但

1．1数学建模方法模型精度取决于造型曲线的绘制方法，例如弧齿锥齿轮齿廓理论形

该方法的实质是根据齿轮的空间啮合原理以及刀具与被加工状为球面渐开线，如果以背锥平面渐开线替代，或齿形大小端面采

件的位置关系，推导出齿面方程。通过齿面方程计算出齿面上关键用球面渐开线而中间通过曲面缝合成形，虽然模型外观上看起来差

点参数，将所获得的参数导入到三维CAD／CAM软件中构建齿形和不多，实际上存在着误差，而且在某些情况下会出现参数化失败或

刀具的实体模型。这种方法对数学基础和齿轮啮合原理的掌握要求分析失败的后果。

较高，还需要一定的编程技巧，如采用MATIAB等数学软件计算所2弧齿锥齿轮的仿真分析与加工程序生成

需的参数，操作比较繁琐，运用起来也有一些难度，然而掌握了数学

仿真分析分为运动仿真和加工仿真，主要内容如下：

建模方法可以开发独立的应用软件，这样就可以脱离第三方建模软

2．1运动仿真

件对数控加工进行编程，要知道大型CAD造型软件价格十分昂贵。

运动仿真主要是为了检查齿轮副的运动状态和干涉现象。这是

1．2三维CAD／CAM软件建模方法

因为软件在处理混合扫描过程中，齿廓的尺寸可能产生偏差，再加

这种方法是采用PTCCreo(1H版本为Pro／E)、UGNX、CATIA

上造型时齿廓球面渐开线近似处理等方面的原因，所以齿轮副运动

等三维cAD／cAM软件建模。但每一种软件的实体造型方法各异，

过程中就可能产生干涉现象。运动仿真可通过虚拟装配方式实现，

大体上是在软件环境下进行实体建模。例~,PTCCreo采用的建模

几乎所有三维CAD／CAM软件都有这个功能。在装配环境下，建立

是先设置若干基准面、基准轴线、基准点，创建分锥、根锥、基锥、顶

两个方向垂直的基准轴线作为齿轮副的轴向中心线，再将两个齿轮

锥、大小背锥母线。接着绘制大、小端基圆，通过辅助坐