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齿轮刀具刀顶刃形多功能优化设计系统的研发

【摘要】提出了齿轮刀具刀顶刃形多功能优化设计系统的功能框架。该系统包含齿轮刀具顶刃正向设计和逆向设计两大方法，研究了两大类方法的关键算法。设计好刀具刃形后，自动生成三维刀具实体，并通过切齿仿真得到齿轮实体，得到的齿轮实体可以用于有限元分析。
　　 关键词：过渡曲线；刀顶刃形；曲线拟合；仿真加工
　　
　　 1引言
　　 齿轮根部过渡曲线是由刀具刀顶刃形加工出来的。传统的生产实践中，刀顶刃形如为双圆角，这样用齿条刀具加工出来的齿轮过渡曲线是“长幅渐开线”的等距曲线；用插齿刀切制外啮合齿轮时得到的过渡曲线是“长幅外摆线”的等距曲线，而切制内啮合齿轮是“长幅内摆线”的等距曲线。由此可见，过渡曲线的形成取决于两个因素，一是刀具刀顶刃形，而是刀具和齿轮毛坯之间的相对运动关系。所以给定不同的刀具刀顶刃形，就会得到不同的过渡曲线，只要不妨碍啮合，理论上讲过渡曲线可以是任意曲线。但是过渡曲线的形状却对齿轮根部的弯曲应力有很大影响。研究表明，传统的简单化的手册式设计刀顶刃形，并不能得到使齿根部弯曲应力极小化的合理过渡曲线。因此研究刀顶刃形设计的新方法对于提高齿轮的工作强度和寿命有重大价值。
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