螺旋锥齿轮基于离散点描述齿面接触分析研究

详细讨论了用 B样条函数拟合表示的螺旋锥齿轮轮齿齿面接触分析方法 :1建立了螺旋锥齿轮拟合齿面的接触点求解模型 ,并给出了该模型的求解方法 ;2给出了拟合齿面接触区及传动误差曲线的绘制方法 ,最后给出了一个实例。该方法经适当变化后也可用于其它种类齿轮的齿面接触分析。     

曲面综合法弧齿锥齿轮加工参数计算

针对现有弧齿锥齿轮加工参数计算方法,接触点综合纷繁复杂的问题,提出ease-off曲面综合法。从微分几何学出发,给出二阶密切曲面的定义及其构造方法;在二阶精度范围内,密切曲面与原有曲面具有相同的微分几何属性,从而可以替代原有的曲面分析。通过弧齿锥齿轮加工的产成模型,构造大小轮共轭齿面的ease-off差齿面,利用ease-off差齿面的密切曲面完整地拓扑齿面接触区;利用齿面接触区的可控参数综合确定小轮齿面的接触参数,进而通过数值优化方法求解小轮的加工参数。籍助ease-off密切曲面进行了啮合仿真,完整呈现了齿面接触区大小形状、接触路径方向、抛物线失切量等轮齿啮合信息。所提出的方法适宜于数值方法,基于齿面接触区的完整性,实现了齿面啮合性能较好控制。     

基于奥利康锥齿轮理论模型的齿形误差分析

为获得奥利康锥齿轮机床调整误差对齿面误差的影响规律,提出了一种齿形误差分析方法。首先建立了奥利康锥齿轮展成加工基本数学模型,研究了齿面数值求解与齿面误差计算方法;通过建立加工参数误差与齿面误差的映射关系,定性地分析了机床加工参数误差对齿面误差的影响趋势;借助二阶曲面对齿面误差的近似表达,通过求解齿面误差各阶影响系数,定量地分析了加工参数误差对齿面误差的影响权重。这将为奥利康制锥齿轮齿面接触区调整及齿面修正提供理论指导。     

零度弧齿锥齿轮加工工艺简介

介绍零度弧齿锥齿轮的加工方法和齿面接触区的调整方法，采用本技术制造出了合格的齿轮。     

追求理想的齿轮“接触区”

弧齿锥齿轮副的接触区和齿面接触分析运动曲线是弧齿锥齿轮副重要的质量指标,弧齿锥齿轮接触区的位置、形状和大小影响着弧齿锥齿轮的强度和寿命,齿面接触分析运动曲线的形状影响着齿轮副的啮合噪声。作为弧齿锥齿轮的制造者,总是在追求比较理想的接触区位置、形状、大小及啮合噪声。质量控制者和用户也是按接触区和啮合噪声的标准来判别弧齿锥齿轮副合格与否。如何选用铣齿机床和主、从动齿轮的铣齿方法以获得理想的接触区和齿面接触分析运动曲线是值得弧齿锥齿轮制造者关注的问题。     

准双曲面齿轮实际齿面接触分析与调整计算

为了对准双曲面齿轮实际齿面的接触区进行调整修正,基于齿面测量结果,对大、小轮齿面进行了双三次样条曲面拟合。采用齿面点二维黄金分割加密方法,编制了离散齿面接触分析算法,获得了实际齿面的啮合信息和接触印痕调整参数,为机床加工参数的反调修正提供了依据。对某车桥准双曲面齿轮副进行了实际齿面滚检试验,仿真分析与实际滚检结果基本一致,验证了所提出算法的可行性和正确性。     

准双曲面齿轮热后接触区质量控制研究

针对准双曲面齿轮在热处理过程中存在畸变,热处理后接触区质量较差的现状,提出了一种利用主、被动齿1阶相对齿面误差分析接触区偏移的方法。通过试验研究得到主、被动齿相对螺旋角误差对接触区偏移的影响规律,并验证了接触区偏移原理的正确性。同时,利用接触区偏移原理和热处理畸变规律,在切齿阶段进行补偿热处理畸变量,得到新的切齿模型进行生产。结果表明,通过该方法能使热处理后齿面误差在标准范围内,热处理后接触区的质量也得到控制。     

基于机器视觉技术的齿面接触区检测方法研究

介绍了一种基于机器视觉技术,快速获得弧齿锥齿轮的齿面接触区,并通过计算齿面接触区偏离齿面型心的程度以及齿面接触区的二维分形维数,达到评价齿轮质量的目的。建立了以齿轮的质量得分为因变量,齿面接触区偏离齿面型心的程度和齿面接触区的二维分形维数为自变量的多元线性回归模型。对长春汽车第一制造厂弧齿锥齿轮车间进行现场采样,对比模型辨识与工人认识度的一致性,模型辨识的准确率达到92.26%。机器视觉技术可以快速准确地为齿轮的啮合程度给出辨识结果,具有较高的实际应用价值。     

用差曲面确定螺旋锥齿轮的齿面接触区

本文介绍了差曲面及其计算方法，讨论了它与螺旋锥齿轮齿面接触区的大小和位置的关系，并以Ｋｌｉｎｇｅｌｎｂｅｒｇ螺旋锥齿轮为例建立了齿面修正的数学模型及计算出了差曲面，从而为齿面接触分析提供了一种新的辅助研究手段。     

弧齿锥齿轮接触区的调整

分析了弧齿锥齿轮接触区调整的重要性,接触区调整直接影响弧齿锥齿轮工作质量,齿面接触区的位置、大小、形状对锥齿轮副的工作平稳性、寿命和噪声有重要影响。根据弧齿锥齿轮接触区变化规律,采用不同修正方法,介绍了齿面接触区调整的方法。     

复杂齿廓齿轮传动接触区的数值分析方法

对复杂齿廓进行离散,采用移动最小二乘法进行插值重构齿面,进而采用数值方法求解传动过程中接触区的形状及其变化.采用减半递推技术进行接触区搜索,计算效率高,收敛快.编写相关程序对非渐开线变厚齿轮和渐开线包络环面蜗杆两种复杂齿廓齿轮传动进行接触区分析,分析结果验证非渐开线变厚齿轮可以实现空间线接触而渐开线包络环面蜗杆传动承载能力强的特点.将分析结果与有限元分析结果和试验进行比较,证明本文方法的精确性和实用性.     

新型环面渐开线齿轮齿面生成和几何特性研究

环面渐开线齿轮是一种对安装误差不敏感,无须修形就具有良好啮合性能,并且加工便捷的新型齿轮。根据环面渐开线齿轮的加工原理,从产形齿条的齿面方程出发,推导了凸环面渐开线齿轮和凹环面渐开线齿轮的完整齿面方程;利用MATLAB编程计算出环面渐开线齿轮齿面上点的三维坐标值,生成了精确齿面,并在Pro/E中建立了齿轮的实体模型;基于齿面数学模型,通过计算仿真对环面渐开线齿轮的根切与尖化现象进行了分析,获得了环面渐开线齿轮的根切界限曲线、尖化初始点以及不发生根切与尖化现象的最大齿宽;根据已生成的齿面进行有安装误差条件下的齿轮接触分析,证明了环面渐开线齿轮对安装误差不敏感。       

轴线不平行度对人字齿轮齿面啮合性能的影响分析

人字齿轮传动由于加工安装误差、轴承支撑布置无法对称等条件,不可避免会产生轴线的微量不平行。因人字齿轮齿宽较大、啮合刚度高、标准渐开线齿面线接触等特点,微量的轴线不平行度就会导致严重的齿面偏载,影响齿轮传动的平稳性和可靠性。因此,采用了小轮较大轴向浮动的轴承支撑结构,并研究了小轮轴向浮动的人字齿轮齿面承载接触仿真(LTCA)方法,通过大、小轮轴向固定和小轮轴向浮动两种不同轴承支撑结构的仿真比较,说明小轮轴向自位浮动可以有效改善齿面偏载,为人字齿轮传动系统的设计提供了参考。     

接触变形与点啮合共轭齿廓传动性能预控

本文采用ＢＡＸＴＥＲ方法首次根据空间啮合原理和弹性力学理论考虑齿廓点接触区变形,它着重说明收缩齿制螺旋齿轮副弹性失配点啮合的性能和齿接触迹的予控。     

斜齿轮成形磨削齿向修形齿面模型构造与误差评价

砂轮磨削带齿向修形的斜齿轮时,砂轮与齿轮之间的接触线时刻发生变化,其附加运动会使齿向一面产生“修形扭曲”,为此,提出一种高精度建立齿向修形齿面的方法。根据齿向修形原理,推导出成形磨齿的实际接触线方程;通过改变中心距的值,沿齿向得到多组接触线,使用NURBS曲面拟合,得到齿向修形齿面;对影响齿面精度的主要因素齿廓偏差和螺旋线偏差进行分析并提出误差评价模型。以鼓形修形斜齿轮为例,介绍齿向修形齿面构造全过程。磨齿实验验证了模型的准确性以及齿向修形齿面构造的高精度性。     

Pinion tooth surface generation strategy of spiral bevel gears

Aviation spiral bevel gears are often generated by spiral generated modified(SGM) roll method.In this style,pinion tooth surface modified generation strategy has an important influence on the meshing and contact performances.For the optimal contact pattern and transmission error function,local synthesis is applied to obtain the machine-tool settings of pinion.For digitized machine,four tooth surface generation styles of pinion are proposed.For every style,tooth contact analysis(TCA) is applied to obtain contact pattern and transmission error function.For the difference between TCA transmission error function and design objective curve,the degree of symmetry and agreement are defined and the corresponding sub-objective functions are established.Linear weighted combination method is applied to get an equivalent objective function to evaluate the shape of transmission error function.The computer programs for the process above are developed to analyze the meshing performances of the four pinion tooth surface generation styles for a pair of aviation spiral bevel gears with 38/43 teeth numbers.The four analytical results are compared with each other and show that the incomplete modified roll is optimal for this gear pair.This study is an expansion to generation strategy of spiral bevel gears,and offers new alternatives to computer numerical control(CNC) manufacture of spiral bevel gears.     

含安装误差的鼓形齿轮承载接触分析

基于齿轮范成原理，建立修形后直齿的鼓形面数学模型，并根据齿轮接触分析（Tooth contact analysis，TCA）结果进行齿面接触线上接触点的离散。基于Weber能量法，求解齿间载荷分布，并利用线性规划法，求解齿向载荷分布。在得出齿面的实际载荷分布后，建立鼓形齿面的圆柱体模型。利用赫兹原理，对含安装误差的鼓形齿面进行齿面接触应力分布求解。分析结果发现垂直平面误差较轴平面误差对接触应力分布影响更大，起鼓修形后齿面载荷分布虽然得到明显改善，但接触应力值会有所增大。接触应力分布结果与有限元方法结果规律相一致，证明了该方法的合理性，为齿轮承载接触分析（Loaded tooth contact analysis，LTCA）提供了新的简便方法。     

基于等切共轭的弧齿锥齿轮差曲面建立与解析

对弧齿锥齿轮提出了一种新的共轭求解方法,来更方便地求解共轭小轮的齿面方程,在此基础上进行了齿面接触分析。在分析过程中提出了一种新的ease-off差曲面计算方法,即用对应点的转角误差替代直线误差进行差曲面求解,使得传动误差解析、齿面修形量的确定更为直观和准确。提取了ease-off曲面上的差曲线,以方便地确定出接触路径和边缘接触点。根据全程差曲线得到了齿面接触印痕分布情况。     

线面对构齿轮啮合原理

根据曲线和曲面两种几何元素的接触特点,提出了线面对构齿轮啮合原理。定义了线面接触与线面啮合的概念,给出了线面啮合运动三要素;建立了线面啮合基本理论,得到与已知曲面相啮合的共轭曲线方程的通用表达式;通过在曲线每一点处的法平面上建立截面齿廓,进而构建连续曲面。以平行轴内啮合渐开线齿轮为例,通过在渐开线内齿轮齿面上选取接触曲线,构建新的线面啮合齿轮副,分析了线面啮合齿轮啮合过程的一般规律。研究结果表明,根据线面啮合原理,通过选取合适的几何参数,可以构建出一对正确啮合的点接触齿轮。该原理为齿轮齿面构建提供了新方法。     

汽车驱动桥准双曲面齿轮齿面测量误差精确计算

为精确获取汽车驱动桥齿轮实际加工齿面的真实误差,改善汽车齿轮的齿面精度,结合汽车驱动桥齿轮在传动方面的优越性及其在机床调整计算、加工方法和齿面测量等方面的特殊性,对其齿面数控展成与数字化检测的运动关系进行了深入分析;鉴于汽车驱动桥齿轮齿面拓扑结构的复杂性,结合齿面误差计算原理,在实际加工齿面检测信息的基础上,提出了一种汽车驱动桥齿轮齿面误差的精确计算方法;最后,通过齿轮齿面加工测量结果的比对,验证了该齿面误差精确计算方法的正确性和有效性。