滚齿机加工斜齿轮时挂轮的综合优化选择

if z / k> = 143 then let ef = 0. 5 print “结果: Z , m, B, Z, e/ f : ”; z ; m; bt; k; ef print “组数 a b c d 传动比误差”
let ux = 24* k/ ef / z ! 分齿挂轮换置公式
let uy = 9* sin( rad ( bt) ) / m/ k ! 差动挂轮换置公式
2 计算机优化选配挂轮原则
( 1) 由于齿轮 a、c 的齿数搜索是从小到大的, 可以 设定 c> a, 这不影响结果又可提高计算机搜索速度。 由于有部分齿数的齿轮有两个, 在 a 的位置上不应重 复出现, 故设定 a 的齿数不能等于前一次 a 的齿数。
( 2) 象一般的机械传动一样, 在挂轮选配中, 应适 当考虑挂轮的机械传动性能。如防止起动力矩过大: a ≤80; 考虑传动平稳性: ( a/ b) ≤1. 5, 考虑挂轮架的结 构性能: ( a+ b) ≥( c+ 15) , ( c+ d) ≥( b+ 15) 等。
分齿传动链的首末端件是滚刀主轴和固定工件的
工作台。为实现滚刀转 1 转, 工件转 K / Z 转, 其传动链 的换置公式为
ux =
a b
×
c d
=
f e
×
24K Z
( 1)
式中的 a、b、c、d 就是要选配的分齿挂轮。挂轮 e、f 是
用于工件齿数 Z 在较大范围变化时调整 ux 数值的, 它
是根据被加工齿轮齿数选取的。一般情况下, e= f =
对于具体的滚齿机还应考虑其挂轮安装结构是否 允许。在 Y3180 滚齿机中, 分齿挂轮的安装条件限制 在说明书中一个四边的扇形区域中( 图略) 。对于 c 和 d 有: 70≤( c+ d) ≤174。对于 a 和 b, 由于是圆弧与直 线相交的边界而比较复杂。笔者利用 AutoCAD 绘制 其扇形区域图后, 用点捕捉功能将其边界点得到, 然后 用二次项曲线拟合的方法得到了其安装条件函数为 [ 0. 0064( c + d) 2 - 1. 674( c + d ) + 214. 64] ≤ ( a + b) ≤ [ 0. 0032( c + d) 2 - 0. 568( c + d ) + 172. 08] 类似地, 差动挂轮的安装条件为
Y3180 滚齿机加工斜齿轮要用到四条传动链: 主 运动、分齿运动( 也称范成运动) 、轴向进给运动和差动 运动( 也称附加运动) 传动链。其中, 主运动传动链的传 动选取以及轴向进给运动传动链挂轮的选取对加工精 度无直接关系, 不用仔细计算, 对照说明书推荐选取即 可。而分齿运动传动链决定能否加工出所需的工件齿 数。差动运动传动链影响齿轮的螺旋角, 误差太大时还 会导致乱齿, 故挂轮选取的精度十分重要。下面给予说 明。设被加工齿轮齿数为 Z, 法向模数为 m, 螺旋角为 B, 齿轮滚刀头数为 K 。 1. 1 分齿传动链
dat a 73, 75, 79, 80, 83, 85, 89, 90, 92, 95, 97, 98, 100 do w hile more dat a! 读入机床挂轮表
let n= n+ 1! 齿轮个数自动计数为 n
read g ( n)
lo op input prompt“输入 Z, m, B, K , p: ”: Z, m, bt 1, bt 2, bt3, k, p let bt = bt 1+ bt 2/ 60+ bt 3/ 3600! 角度转换 if z / k< = 20 then let ef = 2 else let ef = 1! 配置 e, f
( 3) 对于 Y3180 滚齿机, 只有极少齿数的齿轮有 两个, 而大多数齿轮只有一个, 所以在解答中不能重复 出现。在程序中, 就是解答中不允许挂轮表序列中同一 位置的齿轮重复使用, 即齿数位置不能相同。这要考虑 两方面: 一是同时选的 a、b、c 和 d 齿数位置不能相同, 在程序中要用判断语句来实现; 二是在选择了分齿挂 轮后, 差动挂轮不能再选用同齿数位置的齿轮, 这要用 在齿轮数据库中将分齿选择了的齿数位置设 为无效
call abcd( ux , g, n, x , s, 1, p ) ! 选配分齿挂轮 s 组解
f or i= 1 to s ! 按分齿挂轮配差动挂轮
print “
”
print “分齿: ”; i ; x ( i, 1) ; x ( i , 2) ; x ( i, 3) ; x( i , 4) ;
下面是用 T rue BASIC 编写的程序主体, 其中“! ”
符号后的是注释部分, “@ ”符号后的是印刷 Nhomakorabea的换行,
实际编程时应接到前一行上。限于篇幅, 程序做了一些 简化, 如结构性挂轮只确定了 e 和 f 的比值, 若详细编 程, 可输出 e 和 f 的齿数值。
dim g( 0: 70) , g1( 0: 70) , x ( 0: 50. 7) , y ( 0: 50. 7)
更换既可。
( 5) 在选配中, 程序可以自动寻找最优解。即以误 差最小为优化目标, 自动搜索出最小误差的结果, 并将
误差最小而又相同的搭配结果全部输出, 供选用参考。
为了既保证计算精度, 又能得出结果, 采用变 精度计
算。初选配挂轮时设为低精度, 即初始精度为 0. 0001,
后由程序自动寻找最小误差, 从而达到高精度, 满足两 方面的要求。
参考文献
1、2、3 理有亲、林兆荣 等编著 . 钛板冲压 成形技术 . 北京: 国 防工业 出版社, 1986
4 美国钛合金手册 . 上海: 上海科技情报所, 1975. 5 周维 贤等 . 钛板的机 械性能及其异性 情况 . 西 安: 西北工 业大学,
1981.
第一作者: 陈明和, 南京市南京航空航天大学 508 教研室, 邮编: 210016
dat a 20, 23, 24, 24, 25, 28, 30, , 30, 32, 33, 34, 35, 35, 36, 36
dat a 37, 38, 39, 40, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 47, 48, 48, 49, 50
dat a 53, 54, 55, 57, 58, 59, 60, 60, 61, 62, 63, 65, 67, 70, 71
滚齿机加工斜齿轮时挂轮的综合优化选择
西南工学院 王基生 张俊俊
关键词 滚齿机 挂轮 计算机 优化
笔者通过对南京第二机床厂生产的 Y3180 滚齿 机的分齿传动链和差动运动传动链的挂轮进行综合优 化选择的研究和编程, 在考虑安装结构限制的情况下, 较好地解决了综合效率和精度问题。
1 滚齿机挂轮选择原则
36; 当 Z/ K ≤20 时, 取 e= 48, f = 24; 当 Z/ K ≥143 时,
取 e= 24, f = 48。
1. 2 差动传动链
差动传动链的首末端件是滚刀刀架和工作台, 为
实现滚刀刀架移动一个螺旋线导程, 工件附加±1r, 其
传动链的换置公式为
uy =
a2 b2
×
c2 d2
=
9
( 编辑 姜学文) ( 收稿日期: 1999—06—28)
《制造技术与机床》
齿挂轮的传动比绝对准确, 所以先选定分齿挂轮。而差 动挂轮误差不大时只影响齿轮的螺旋角, 对于配对加 工的齿轮, 由于螺旋角相等, 一般对加工精度不存在较 大的影响。分齿挂轮选择后, 差动挂轮的选择附加了不 能选择已选齿轮的限制, 有可能降低差动挂轮的选择 精度, 应尽可能选择精度较高的挂轮。
·36 ·
4 结论
由热校形机理及 T C4 钛板零件的热校形的实施, 可以得出有关 T C4 钛板零件如下几点结论:
( 1) 材料高温软化及应力松弛机理可用于 T C4 钛 板的热校形过程;
( 2) 对于单曲度简单 T C4 钛板零件, 采用无模热 校形有其现实意义;
( 3) 对于形状复杂的 T C4 钛板零件, 可利用半模 ( 吹塑胀形校形) 校形代替偶合模校形。
70≤( a+ b) ≤192, 且 0. 0057( a2 + b2) 2 - 1. 971( a2 + b2 ) + 224. 11] ≤ ( c2 + d2) ≤ [ 0. 0033( a2 + b2) 2 - 0. 867( a2 + b2 ) + 181. 35] 当( a2+ b2) ≥148 且刀具与工件的旋向相同需要 安装惰轮时( 程序中设 p = 1, 否则 p = 0) , 上式应为
sin B mK
( 2)
式中的 a、b、c、d 是要选配的差动挂轮。 因为在滚齿机上分齿传动链和附加运动传动链共
用一套挂轮, 为了满足加工精度的要求, 首先要保证分
为 1Cr18Ni9T i 不锈钢丝。半模材料也用 1Cr18Ni9T i 不锈钢。其主要工艺过程如下:
( 1) 无模校形 清洗待校形件、除油, 涂石墨水剂→校形件放入已 加热至 700℃的电炉内, 保温 30min→断电, 取出校形 件冷却后松开钢丝约束, 校形结束。 ( 2) 半模校形 清洗待校形件、除油, 涂石墨水剂→半模 置入电 炉, 加热至 700℃→将零件装入半模, 注意型腔的良好 密封→开启进气开关, 根据所需校形力大小控制气体 压力对校形件加压, 持续 30 min →断电, 取出半模冷 却, 取出已校形零件。 3. 3 热校形结果 按以上工艺规模分别对 30 件如图 2 所示零件和 图 3 所示零件进行热校形, 其零件形状、尺寸精度均符 合图纸要求。且该零件已用于某航天器的装配和地面 模拟试验。结果令人满意。