外文文獻翻譯(零傳動滾齒機滾刀架進給部件設(shè)計).doc

*學(xué)院*學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）外文翻譯題目零傳動滾齒機滾刀架進給部件設(shè)計學(xué)生姓名*專業(yè)機械制造工藝及設(shè)備學(xué)號班級指導(dǎo)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(shè)計1GNC滾齒機切削的通用數(shù)學(xué)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(shù)控滾齒機和蝸桿型滾刀切削機原理基礎(chǔ)上提出了一個數(shù)學(xué)模型來模擬一般的6軸滾齒機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，并能更透徹的理解和對該類型裝置的發(fā)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(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)滾齒機被用于制造齒輪，斜齒輪和蝸輪。數(shù)控滾齒機的發(fā)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(shù)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(shù)控滾齒機過程是復(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動。到現(xiàn)在為止，這個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基礎(chǔ)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(jīng)很少被人研究。利特溫等人（1975年，1994年）提出了多自由度應(yīng)用到齒輪的理論概念。Chakraborty和Dhande（1977）調(diào)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(luò)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(yīng)用到六軸數(shù)控滾齒機，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)控滾齒機滾刀和切削原理的數(shù)學(xué)模型。而運動學(xué)關(guān)系是切削原理和轉(zhuǎn)換矩陣的基礎(chǔ)。在切削原理的基礎(chǔ)上，產(chǎn)生具有多自由度，理論上，一般滾齒機在6軸數(shù)控滾齒機齒輪仿真數(shù)學(xué)模型的概念可得到發(fā)展。通過適當(dāng)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(shù)學(xué)模型推導(dǎo)出一個名為“Helipoid”齒輪，以章回形式（由第三作者永田教授發(fā)明）。通過算例演示了該數(shù)學(xué)模型和一個具有多自由度數(shù)控滾齒機由齒輪切削效率。通過通用齒輪的數(shù)學(xué)模型，模擬數(shù)控滾齒機齒輪加工過程的能力，可以方便齒輪設(shè)計和制造的廠家。通用齒輪的數(shù)學(xué)模型也可運用到設(shè)計正齒輪，斜齒輪，蝸輪齒輪和非圓齒輪。這項研究顯示的結(jié)果也為產(chǎn)業(yè)提供了設(shè)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(shè)計22原理及數(shù)控滾齒機運動的關(guān)系一個6軸數(shù)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(shù)控滾齒機齒輪生成過程十分復(fù)雜。圖1給出了一個6軸數(shù)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(zhuǎn)軸，滾刀主軸與工作臺軸。然而，在當(dāng)今的數(shù)控滾齒機種，A和Y軸的設(shè)置定位和旋轉(zhuǎn)軸B和C之間的比值是一個常數(shù)。有些機器允許X和Z軸之間的相互關(guān)系，因此，今天的數(shù)控滾齒機都是3軸機床。這個假想的6軸滾齒機可能未來會實現(xiàn)。圖2說明了在這些軸運動的關(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表示機座，坐標(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：零傳動滾齒機滾刀架進給部件設(shè)計3根據(jù)6軸數(shù)控滾齒機特點，滾刀刀刃切削點在坐標(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）。零傳動滾齒機滾刀架進給部件設(shè)計43滾刀和工件之間的相對速度對數(shù)控滾齒機運動關(guān)系的基礎(chǔ)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(jīng)過一些數(shù)學(xué)運算，(10)可以簡化為如下：零傳動滾齒機滾刀架進給部件設(shè)計5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(chǎn)生這個等式表示所生成齒輪的運動參數(shù)和滾齒刀齒面的曲面參數(shù)的關(guān)系。通過采用數(shù)控齒輪滾齒機生成如圖1和2滾刀刀具的運動。其實，大部分商業(yè)滾齒機是3軸機床。數(shù)控滾齒機的有些軸是固定的，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)控滾齒機產(chǎn)生齒輪的制造工藝，工件和軸線之間的運動關(guān)系可以寫成如下：其中,mi=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是一個變量。代入式（15）（14）和wh,Vh,Vx,Vz產(chǎn)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(shè)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(biāo)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(dāng)有些軸是固定的或有特殊的關(guān)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(biāo)系，這是附著在工件的位點，一般的齒輪齒面的數(shù)學(xué)模型，通過一個6軸產(chǎn)生的方程數(shù)控滾齒機獲得。在下面的部分中，我們運用數(shù)學(xué)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(shù)方程。4不同類型的齒輪生成的齒輪數(shù)學(xué)模型一個6軸數(shù)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(jié)，我們討論了6軸數(shù)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(zhuǎn)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(dāng)X