非正交面齿轮插齿加工仿真及误差分析

赵宁; 靳永先

doi:10.16578/j.issn.1004.2539.2020.02.013

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非正交面齿轮插齿加工仿真及误差分析

试验分析 | 更新时间：2022-10-25

- 非正交面齿轮插齿加工仿真及误差分析
- Simulation and Error Analysis of Non-orthogonal Face Gear Shaping
- 机械传动 2020年44卷第2期页码：88-97
- 作者机构：
  
  1.西北工业大学机电学院，陕西西安 710072
- 作者简介：
  
  赵宁（1958— ），男，陕西西安人，博士，教授，博导，主要从事先进传动技术及结构/强度/动力学与优化设计技术等方面研究。
- 基金信息：
- DOI：10.16578/j.issn.1004.2539.2020.02.013
  中图分类号：
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赵宁,靳永先.非正交面齿轮插齿加工仿真及误差分析[J].机械传动,2020,44(02):88-97.

Zhao Ning Jin Yongxian.Simulation and Error Analysis of Non-orthogonal Face Gear Shaping[J].Journal of Mechanical Transmission,2020,44(02):88-97.
赵宁,靳永先.非正交面齿轮插齿加工仿真及误差分析[J].机械传动,2020,44(02):88-97. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2020.02.013.

Zhao Ning Jin Yongxian.Simulation and Error Analysis of Non-orthogonal Face Gear Shaping[J].Journal of Mechanical Transmission,2020,44(02):88-97. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2020.02.013.

摘要

基于插齿加工原理，应用VERICUT软件对非正交面齿轮进行了仿真加工，并应用Matlab软件，探究了插齿加工误差对齿面精度的影响规律。首先，根据齿轮啮合原理，对包含加工误差的非正交面齿轮齿面方程进行推导，使用Matlab软件计算出齿面点坐标；其次，在SolidWorks中搭建机床模型、刀具和齿坯，导入VERICUT中，编写相应的数控程序，进行加工仿真，并把加工得到的模型与理论模型进行对比，验证了数控插齿加工面齿轮的正确性；最后，建立测量坐标系，对工作齿面测量点范围进行规划，提出了一种齿面误差的计算方法。使用Matlab进行数值仿真，将含加工误差齿面与理论齿面点对点地进行了定量、精确的比对，总结出3种常见加工误差对齿面精度的影响规律。

Abstract

Based on the principle of gear shaping， the process of non-orthogonal face gear shaping is simulated by using VERICUT. In addition， the influence of gear shaping error on tooth surface accuracy is explored by using the Matlab. First of all， the tooth surface equation of non-orthogonal face gear including machining error is deduceed based on the theory of gearing， and the coordinates of points of tooth surface is calculated by using the Matlab. Then， the machine tool model， cutter and gear billet are built in SolidWorks， and import them into VERICUT， the CNC program is written， the processing simulation is carried out， and comparing the processed model with the theoretical model， the correctness of NC shaping of face gear is verified. In the end， the coordinate system of measuring is established， a plan of measuring point range of working tooth surface is carried out， a method of calculating error of tooth surface is presented. A point-to-point quantitative and accurate comparation between the tooth surface with machining error and the theoretical tooth surface is carried out by numerical simulation of Matlab， and the influence of 3 common machining errors on tooth surface accuracy is summarized.

关键词

非正交面齿轮插齿加工仿真 VERICUT 加工误差分析

Keywords

Non-orthogonal face gearSimulation of gear shapingVERICUTAnalysis of machining error

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