基于非圓齒輪傳動(dòng)的插齒機(jī)主運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及研究.pdf

1、傳統(tǒng)的插齒機(jī)主運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，通常采用對(duì)心的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)往復(fù)的插齒運(yùn)動(dòng)。當(dāng)曲柄為恒定轉(zhuǎn)速驅(qū)動(dòng)時(shí)，滑塊的運(yùn)動(dòng)為非勻速的對(duì)稱(chēng)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。這樣的往復(fù)插齒運(yùn)動(dòng)形式，一方面由于不具有急回的特性，回程時(shí)間與插齒工作行程時(shí)間相同，不利于提高加工效率；另一方面，由于插齒行程中速度變化較大，在插齒過(guò)程中切削速度不一致，產(chǎn)生較大的切削沖擊，影響齒面的一致性和齒面精度。當(dāng)前插齒機(jī)正朝著高速的方向發(fā)展，當(dāng)插齒速度提高時(shí)，急回特性和插齒行程勻速性顯得更為主要。因此，

2、獲得插齒往復(fù)行程的急回特性，使插齒行程切削速度盡可能恒定，是高速插齒機(jī)的研發(fā)的重要內(nèi)容。
　　 本文根據(jù)插齒機(jī)工作原理，分析了插齒主運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)。討論了實(shí)現(xiàn)急回特性的機(jī)構(gòu)可選方案，對(duì)各種方案分別進(jìn)行了結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析比較。確定了以非圓齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為插齒機(jī)主運(yùn)動(dòng)急回機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案。
　　 本設(shè)計(jì)以非圓齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的相關(guān)尺寸參數(shù)作為變量，插齒行程的切削速度的平穩(wěn)性和急回特性為目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。定義非圓齒輪性能約束、急回約束和邊界約束

3、，建立優(yōu)化數(shù)學(xué)模型，確定優(yōu)化方法，使用MATLAB軟件進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算，得到優(yōu)化結(jié)果。將優(yōu)化結(jié)果中得到的尺寸參數(shù)在solidworks中完成實(shí)體建模，并將模型導(dǎo)入ADAMS軟件中進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析。結(jié)果表明，經(jīng)過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)后的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)狀況與不采用非圓齒輪的機(jī)構(gòu)相比，插齒行程速度特性和急回特眭有了明顯的改善。
　　 進(jìn)行了非圓齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。由優(yōu)化設(shè)計(jì)中得到的傳動(dòng)比函數(shù)和兩齒輪的中心距，得出了節(jié)曲線方程，對(duì)節(jié)曲線的凸性、傳動(dòng)壓力角和根切狀況

4、進(jìn)行校核計(jì)算，結(jié)果表明符合非圓齒輪的設(shè)計(jì)要求。對(duì)非圓齒輪高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)動(dòng)平衡的狀況進(jìn)行了分析計(jì)算，設(shè)計(jì)了非圓齒輪的輪體結(jié)構(gòu)，在結(jié)構(gòu)上采取措施，盡可能減小由于非圓齒輪偏心產(chǎn)生的離心慣性力。對(duì)非圓齒輪的輪齒加工進(jìn)行了初步研究，簡(jiǎn)要介紹了相關(guān)數(shù)控加工方法。
　　 進(jìn)行了驅(qū)動(dòng)箱傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。完成了驅(qū)動(dòng)箱數(shù)字樣機(jī)的建模，并進(jìn)行了仿真分析，驗(yàn)證了機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性。針對(duì)機(jī)構(gòu)的受力和振動(dòng)狀況，對(duì)相關(guān)零件結(jié)構(gòu)進(jìn)行了有限元分析。通過(guò)慣性力對(duì)插齒機(jī)主