附件C：譯文

基于CAD的直齒輪和斜齒輪滾齒加工過程的模擬
威•迪米特烏 ＆ 艾•安東尼迪斯

摘要 在三維計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上做適當(dāng)?shù)亟铺幚硪詫?shí)現(xiàn)對(duì)齒輪滾齒加工過程進(jìn)行可行且準(zhǔn)確的模擬。在一個(gè)齒隙間直接應(yīng)用滾齒運(yùn)動(dòng)學(xué)，所有的作用點(diǎn)在空間形成曲面軌跡強(qiáng)制嵌入被加工工件，滾刀和工件間的展成運(yùn)動(dòng)形成三維曲面軌跡，切去工件一部分材料后形成的一系列齒槽，這些齒槽與剩下部分構(gòu)成齒輪實(shí)體。所開發(fā)的軟件HOB3D能對(duì)直齒和斜齒的加工進(jìn)行準(zhǔn)確地模擬，該軟件利用了商業(yè)化CAD強(qiáng)大的建模和圖形功能。由此產(chǎn)生的三維幾何實(shí)體數(shù)據(jù)，齒槽和齒輪幾何信息需要進(jìn)一步研究，如所需切削力預(yù)測(cè)，刀具應(yīng)力和磨損變化，以及齒輪滾齒過程的優(yōu)化。

關(guān)鍵詞 齒輪滾齒加工 加工的模擬 CAD建模

1 引言
滾齒加工廣泛適用于任何一個(gè)繞某固定旋轉(zhuǎn)中心形成的，且外表面具有齒形結(jié)構(gòu)的回轉(zhuǎn)體加工。相對(duì)于傳統(tǒng)加工方法，如車削和銑削，滾齒加工是一種復(fù)雜的金屬切削技術(shù)。雖然該技術(shù)被廣泛地應(yīng)用于齒輪的粗加工過程中，但其復(fù)雜性和高成本使這種技術(shù)鮮為人知。滾齒加工過程的運(yùn)動(dòng)學(xué)原理是基于工件與滾刀之間的三個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)加工直齒輪或斜齒輪時(shí)，滾刀的旋轉(zhuǎn)使得工件以一定的角速度繞其對(duì)稱軸配合地旋轉(zhuǎn)，同時(shí)，工作臺(tái)或滾刀可沿著工件軸線以給定的進(jìn)給速度進(jìn)給，該進(jìn)給速度取決于所使用的滾齒機(jī)類型。
隨著數(shù)值分析模型的發(fā)展，針對(duì)滾齒加工過程中不同情況的模擬提出了不同的逼近方法，旨在測(cè)定切削層的幾何形狀、切削分力以及刀具的磨損變化情況[1,2]，這三個(gè)模擬結(jié)果具體分量與每單位成本的齒輪滾齒加工過程的效率最優(yōu)值相關(guān)。切削層幾何形狀是一個(gè)重要的參數(shù)，它可以確定切削分力以及預(yù)測(cè)刀具磨損的變化情況，而切削分力和刀具磨損都是滾齒加工過程中重要的數(shù)據(jù)[3]。為了能夠有效地說明關(guān)于滾刀設(shè)計(jì)參數(shù)的公差和許用調(diào)整誤差，金[4]提出了一個(gè)以參數(shù)化的形式來描述滾刀齒形的方法，該方法可以以成品齒輪的曲面方程來定義一個(gè)關(guān)于滾刀設(shè)計(jì)參數(shù)的函數(shù)，以及通過建立一個(gè)展成過程的數(shù)學(xué)模型來說明展成運(yùn)動(dòng)。范[5]提出了關(guān)于滾銑螺旋錐齒輪和準(zhǔn)雙曲面齒輪時(shí)嚙合面的模擬，以及齒面形成過程的數(shù)學(xué)模型，目前已經(jīng)開發(fā)出了關(guān)于一個(gè)齒的分析軟件[5]。