试验研究
现代制造工程（ModemManufacturingEngineering）
螺旋锥齿轮切齿仿真和虚拟齿面误差检验
汪中厚，莫逗，李克松，张兴林
（上海理工大学机械工程学院，上海200093）
2012年第1期
摘要：介绍了利用CATIA软件对爆旋维齿轮整个齿轮进行完全自动化切齿的仿真方法，即在CATLA中通过编程输人机床的位置和运动参数，控制齿坏和刀具之间的关系，以便进行切齿仿真，实现了高精度齿面的虚拟加工。介绍了在CAT-IA中导入格里森TCA方法，得到理论齿面离散点后直接在软件中将仿真的齿面与理论齿面比较来验证齿面精度的方法，不仅可以仿真出高精度三维理论齿面与过渡曲面，还将为误差齿面的有限元分析以及研究机床的切齿误差形成原
理及补偿方法（切齿调整）提供一个虚拟的三维齿面数据研究平台。关键词：螺旋锥齿轮；切齿仿真；齿面检验；精度
中图分类号：TH16文献标志码：A文章编号：1671—3133(2012)01—0022—05
High-precisioncuttingsimulationof spiral bevelgearand
testingerror of virtual tooth surface Wang Zhonghou,Mo Dou,Li Kesong,Zhang Xinglin
(University of Shanghai for Science and Technology,Shanghai 200093,China)
Abstract; Introduces the simulation of using CATLA in the processing of complete automation gear cutting of spiral bevel gears, To input the machine tool's position and motion parameters by programming to control the movement between blank and tool of gear in CATLA,which achieve high-precision virtual machining tooth. And it introduces import Gleason TCA theoretical in CATIA to a-vailable for discrete points,which directly verify the accuracy of the tooth surface with the software in comparing of emulational tooth surface and theoretical tooth surface method. The method can not only get simulation of high-precision three-dimensional theory tooth surface and blend surface but also offer the virtual three-dimensional tooth surface data research to make finite-ele ment analysis of error tooth surface and tooth cutting error forming reason of tool and the compensation method as tooth cutting regulation.
Key words:spiral bevel gears;tooth cutting simulation;test of tooth surface;accuracy
引言 0
螺旋锥齿轮是广泛应用于交通运输、工程机械和机床等机械设备中的重要零/部件之一。基于机床切前原理的锥齿轮三维成形建模，对于有限元分析以及模拟实际机床的误差形成原理等都具有重要意义。由于锥齿轮机床的复杂性，国内对螺旋锥齿轮数控加工仿真的研究和应用工作还处于起步阶段。刘光磊[!]根据锥齿轮加工过程利用MATLAB软件，编程计算出过渡曲面的齿面点集再导人到ANSYS软件中进行建模。周凯红[3]通过在UG软件中利用曲线功能建立曲线方程式，再由曲线构建锥齿轮齿面。汤兆平[3]
在Pro/E软件中导入曲线方程来建立锥齿轮模型。唐进元(4)根据螺旋锥齿轮的加工原理，用虚拟制造方法加以模拟，得出齿面和过渡曲面的刀痕线，并对刀痕线进行曲面拟合，即采用重构曲面的方法构建齿面，然后进行阵列得到全齿，并且把该齿面与MATLAB编程计算得出的齿面进行比较，得出小轮精度达到0.1 μm的结论。综合以上文献，目前建立螺旋锥齿轮模型的两个特点是：1）采用直接建立齿面模型的方法，需要推导齿面坐标的理论点或者齿面曲线公式，环节较多，过程较复杂。2）通过利用切出的刀痕线重构曲面再进行阵列得到全齿，可能无法模拟出机床在加工时存在的完整齿轮误差信息。
：国家自热科学基金资助项目（51075279）；上海市教委重点学科建设资助项目（J50503）：上海市教委科研创新重点资助项目（10Z292） 22
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