对数螺旋锥齿轮参数化建模及其动态加工仿真研究

王忠利 李 鹏

(1、郑州科技学院 电气工程学院，河南 郑州450064 2、河南工程学院 机械工程学院，河南 郑州 451191)

对数螺旋锥齿轮广泛应用于汽车、直升飞机、工程机械、机床、船舶等机械产品中。在机械传动性能日趋要求提高以及常规螺旋锥齿轮制造技术几乎被国外垄断的背景下，一种啮合与传动性能更优的新型的对数螺旋锥齿轮技术研究就显得更加亟需迫切。与常用的螺旋锥齿轮相比，对数螺旋锥齿轮具有螺旋角相等、传动性能好等诸多优点，且齿线上每一个点的螺旋角均相同，即在齿线的沿线方向上螺旋角没有发生变化，因此当齿高线随时啮合时，啮合力的变化最小，保持了螺旋锥齿轮的平稳传动。齿面接触状态越来越好，工作过程非常稳定可靠而无任何噪声。

本文以新型对数螺旋锥齿轮的参数建模、动态仿真与加工等关键技术为研究对象，从计算机辅助工程/分析（CAE）的角度，就对数螺旋锥齿轮的三维参数化建模、自由模态分析、啮合仿真、接触数值分析及五轴联动数控加工实物等个方面进行深入的研究和分析，然后再和普通螺旋锥齿轮各方面性能进行对比，总之，该新型对数螺旋锥齿轮的啮合和传动特点优于普通对数螺旋锥齿轮，其具有较高的理论价值和现实意义。

1 对数螺旋锥齿轮的三维参数化建模

本文基于Boolean 求差运算的三维参数化建模。提出了基于Boolean 减法的建模方法，以基本参数有齿数是37:9，模数是45mm，压力角是200，螺旋角是350的对数螺旋锥齿轮为例，并对其采取高精细化建模。……