基于虚拟样机技术的双圆弧弧齿锥齿轮数字化设计与制造

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双圆弧齿锥齿轮传动作为-种新型的齿轮传动方式[1]，在传动过程中是凹凸齿廓点接触共轭啮合，在同-个轮齿侧面上存在两条接触线.由于啮合过程中可以实现多点接触和多对齿啮合，而且其凹齿齿根厚度会增大，提高了弯曲强度，故它比-般的弧齿锥齿轮传动的承载能力要高，使用寿命更长，被广泛应用于航空航天、汽车、轮船等机械产品中的主要驱动件，但是其齿面曲线复杂，采用常规的方法不能够准确建立起能反 映真实齿面信息 的三维模 型。

本文借助Cimatron8.5三维参数化设计软件，构建出双圆弧齿锥齿轮 的数字化模型 ，并运用虚拟样机技术对具有复杂 曲面的数字化模型进行加工过程模拟仿真，建立基于虚拟样机技术的双圆弧齿锥齿轮数字化制造仿真平 台，实现双 圆弧齿锥齿轮的数字化设计、制造-体化。

1 虚拟样机技术虚拟样机技术是在产品设计开发过程中，在计算机上利用各种仿真软件建造出产品的模型，并对其性能进行仿真分析，进而根据仿真结果对产品设计进行优化，以提高产品性能的-种新的设计方法虚拟样机技术是对传统设计方法的-次历史性革命 ，完全区别于传统以物理样机为基础的设计，大大减少了昂贵而费时的物理样机制造及试验过程.设计者可以直接在计算机上对产品所涉及到的概念设计、性能分析、虚拟加工 、虚拟装配等进行快速分析 ，提出多种设计方案 ，进行比较优化，在设计 中及时发现问题.利用虚拟样机技术 ，能够极大地缩短产品设计开发周期、节约研发资本和提高产品质量[2]。

2 圆弧锥齿轮数字化建模双圆弧齿锥齿轮传动的基本齿廓跟双圆弧圆柱齿轮传动相同，均为基本齿条法截面内的齿形.为了提高齿轮轮齿的弯曲强度，减少齿轮的体积，本文采用具有齿高低，齿根厚及热处理变形小等特点 的GB/T12759-1991型嘲齿形构建数字化模型，双圆弧齿锥齿轮基本参数如表 l所示。

表 1 齿轮副基本参数建模过程是利用双圆弧齿廓的假想平面齿轮与锥齿轮相啮合的原理进行加工 的.当假想齿轮与被收稿 日期：2012-11-07资助项 目：湖南势技计划项目(2011SK3144)；湖南省大学生研究性学习和创新性实验计划项 目(2010)作者简介：王高升(1981-)。男，实验师，研究方向；机械 CAD/CAM。

第 1期 王高升等：基于虚拟样机技术的双圆弧齿锥齿轮数字化设计与制造 37[1-1E23