应用于开发和成形锥齿轮和交错轴齿轮装置的数学参数化齿形的计算机实体造型技术[外文翻译].doc

译文


应用于开发和成形锥齿轮和交错轴齿轮装置的数学参数化齿形的计算机实体造型技术
Wern-Kueir Jehng
国立高雄应用科技大学 工业工程与管理部，中国台湾高雄807
2000年10月16

摘要
本研究是基于参数共轭齿廓的锥齿轮装置，这些齿轮装置具有不变速比、固定交错轴（节线）、垂线距离为零、两个旋转轴交叉于一点等属性。可以采用运动学参数极角（压力角）函数、啮合方程和连续性的约束条件研究锥齿轮齿廓的几何特征。本文中，作者推导了齿廓方程、啮合约束方程和不根切条件方程。利用上述方程，可以构造齿轮几何实体模型。此外，有一些齿轮传动实例可以验证理论的发展。本文也对不根切条件和弯曲性能进行了讨论。这些先进的理论已经证明锥齿轮齿廓参数可以由些相关参数确定和一系列的开发程序来研究。齿轮加工采用PRO/Engineering中CAD/CAM软件包，将实体模型转化为数控程序，同时阐述了保护工具和避免碰撞夹具的加工切割数控代码。本项研究对工程设计和制造厂实际加工是非常重要的。
关键词：计算机实体模型，瞬时交错轴，垂直节距，节面，不根切条件
1 导言
先前已发表了大量关于锥齿轮系运动学分析和综合的论文。Freudenstein等人[1]采用双矩阵的方法分析行星锥齿轮系的运动学、静力学和惯性力；Day等人[2]拟议耦合行星锥齿轮装置的运动学设计与分析；Litvin 、Tsay[3] Litvin[4]采用矢量分析、矩阵变换、微分几何和啮合方程建立一个数学模型来描述锥齿轮和其他齿轮的齿廓以及它们的几何性质。Huston和Coy[5]阐述理想螺旋锥齿轮的参数；Tsai和Chin[6]推导直齿轮和螺旋锥齿轮理想齿廓的数学模型；Chang和Tsai[7]描述锥齿轮共轭齿形参数的一般模型；Fong和Tsay[8]提出了环形槽螺旋锥齿轮轮齿几何学的数学模型。最近，Al-Daccak等人[9]用精确球面渐开线的方法构造锥齿轮的模型。Zhang等人[10]为低噪声铣螺旋锥齿轮端面采用电脑设计。Bibel等人[11]用有限元分析研究了螺旋锥齿轮的接触应力。Gosselin等人[12]提出了有限条