再制造双圆弧齿轮单齿切削机床设计

目前抽油机减速器双圆弧齿轮使用一段时间后会出现单个齿破损或多个齿间隔破损的情况,现有的修复方法效率低。针对这种情况,提出设计一种对修复后的再制造双圆弧齿轮进行再加工的切削机床,验证再制造双圆弧齿轮单齿加工的可行性。结合再制造双圆弧齿轮单齿展成加工理论,对单齿加工机床的刀具运动部件、齿向螺旋进给部件、齿形展成进给部件以及工件运动部件进行设计,最终得到满足加工要求的再制造双圆弧齿轮单齿切削机床。分析再制造双圆弧齿轮单齿加工的误差后,提出一种减小再制造双圆弧齿轮轴向齿距误差的方法。     

双圆弧谐波齿轮齿形参数化设计仿真与验证

谐波减速器的应用领域对产品性能的要求日益提高，尤其是机器人行业，要求谐波减速器具备高寿命、高精度、高转矩容量等。传统的渐开线齿形由于同时啮合齿对数较少，传动能力有限，难以达到使用要求。而双圆弧谐波齿形能满足上述要求。但目前国产谐波减速器主要还是以渐开线齿形为主，对双圆弧谐波齿形的设计原理基本没有掌握。首先介绍了谐波减速器的研究概况，然后讲述了双圆弧谐波减速器齿轮传动的基本原理和双圆弧齿形计算机辅助设计软件的开发，提出了几种齿形设计中如何提高啮合精度的方法和基于复杂柔轮有限元变形分析的中性曲线的三次样条模型。通过理论计算模型开发出了双圆弧谐波齿轮计算机辅助设计软件，极大地提升了设计开发效率，降低了开发成本。通过有限元分析模拟了柔轮的真实变形，有限元模拟出的柔轮变形齿廓能与刚轮齿廓精确啮合，与理论计算出的刚柔轮齿廓能精确啮合达成一致，证明理论模型计算出的双圆弧齿廓是准确无误的。     

基于Pro/E的分阶式双圆弧齿轮的建模及有限元分析

利用Pro/E强大的参数化设计功能精确的实现了分阶式双圆弧齿轮的三维建模.然后通过Pro/E与ANSYS的连接,可运用有限元方法对双圆弧齿轮进行应力分析.     

基于Geomagic的玻璃瓶模型重构与误差分析

针对玻璃瓶造型困难以及误差评估复杂等问题,提出了一种基于Geomagic和UGNX的快速模型重构与误差分析方法。利用三维激光扫描仪获得玻璃瓶样模型表面的点云数据,通过Geomagic Studio进行点云数据预处理;在UGNX中进行基于提取截面线的三维几何模型重构;利用Geomagic Qualify得到的重构模型与原始点云数据比较的偏差色谱图,实现对玻璃瓶逆向重构模型的误差分析。实例结果表明:该方法能够很精确的实现玻璃瓶样的快速模型重构,利用偏差色谱图对模型进行优化。     

基于热弹耦合的双圆弧齿轮接触特性研究

为了探讨高温重载条件下双圆弧齿轮的工作性能、为热弹耦合作用下双圆弧齿轮疲劳寿命的预测提供分析数据,有必要对热弹耦合场下的双圆弧齿轮进行接触特性研究.采用Pro/E与ANSYS联合建模的方式,建立双圆弧齿轮三维有限元热弹耦合模型.利用ANSYS间接耦合方法,在瞬态热分析求得温度场的基础上,在结构分析中定义接触对,采用稳态分析方法进行接触分析,可求得热弹耦合作用下的接触区域、接触应力和弯曲应力.与非耦合场下的分析结果进行了比较.结果表明该方法是可行的.     

基于ANSYS的双圆弧及四圆弧齿轮静态有限元分析

利用ANSYS的参数化设计语言APDL建立了双圆弧齿轮及四圆弧齿轮一对齿的三维有限元静态应力分析模型.并对模型划分、载荷施加等进行了详细研究,获得了双圆弧齿轮及四圆弧齿轮的静态应力云图.由此得出四圆弧齿轮的承载能力比双圆弧齿轮提高60%以上的结论.     

基于正交试验的双圆弧齿轮约束模态模型研究北大核心

齿轮模态分析主要依靠数值模态分析和试验模态分析法,存在求解过程繁琐且无法直接获取齿轮参数与模态频率振型之间耦合关系的问题。为进一步掌握齿轮主要参数对约束模态频率的影响,根据模态有限元计算理论,对双圆弧齿轮约束模态模型进行研究;分析前6阶模态振型图,采用正交试验方法,运用方差分析,计算各因素对模态频率的影响因子;定量分析双圆弧齿轮的齿数、模数、螺旋角、齿宽因素对约束模态的影响。结果表明:齿数是影响固有频率的主要因素,其次是模数、螺旋角和齿宽;对试验结果进行中心化一次非线性回归模型计算,建立双圆弧齿轮约束模态频率计算模型,实现双圆弧齿轮约束模态的快速计算,对比验证1阶频率计算值的准确性。研究结果为全面研究双圆弧齿轮的振动和噪声特性提供参考。     

基于三维测量和混合建模的刀具三维磨损形态研究

刀具磨损部位的三维形态是研究刀具几何参数合理性、分析刀具磨损原因的重要依据。采用三维光学扫描测量技术获取磨损刀具的三维点云数据,利用实体模型与点模型混合处理技术获得刀具磨损区域的三维形态,基于3D模型和点云数据的对比获得磨损前后刀具变化色谱分析图以及偏差分析报告。给出车削硬质合金刀片的三维磨损形态分析步骤,验证方法的可行性和有效性。     

双螺杆泵同步用双圆弧齿轮动态性能研究

采用ANSYS内嵌的APDL语言,建立新型螺杆泵同步用双圆弧齿轮三维有限元单齿对接触静态模型和柔性体多齿动态接触模型,并对模型划分网格,施加载荷,获得了双圆弧齿轮的动态性能及在额定载荷作用下各部位的接触应力和弯曲应力分布状况,基于ANSYS／LS-DYNA对齿轮进行了动态接触分析。计算分析结果为新型螺杆泵同步齿轮的设计和改进提供了必要的依据。     

六圆弧齿廓齿轮的设计及承载能力分析

设计一种六圆弧齿廓齿轮。与双圆弧齿轮单侧齿廓的两个工作圆弧相比,该齿轮单侧齿廓有6个工作圆弧,其中3个凸圆弧位于节线以上,3个凹圆弧位于节线以下,每两段工作圆弧之间都通过过渡圆弧连接。六圆弧齿轮单个轮齿最多有6个啮合点同时啮合传动,载荷分散在6个啮合点上,相比双圆弧齿轮具有更高的承载能力。同时建立了双圆弧及六圆弧齿轮的有限元模型,对六圆弧齿轮进行了承载能力验证,结果证实六圆弧齿轮的齿面接触应力较双圆弧齿轮降低了近20%。     

任意转角位置的双圆弧齿轮的齿面数学模型

在基于加工原理及渐开线展开原理的基础上建立的任意转角位置的双圆弧齿轮齿面数学模型，其表述简单，应用时无须作坐标变换，能准确、真实地描述双圆弧齿轮轮齿在任意转角位置时齿面上的任一点。该模型为双圆弧齿轮三维数字化设计、制造，啮合分析、运动学和动力学分析提供了新的理论依据。     

专利专栏

一种高碳大型钢坯或钢锭的加热方法；并行集成熔体热处理及检测方法；冷加工性能和高频淬硬性能出色的高碳钢管及其制造方法；汽车加固用钢管及其制造方法;加工性、时效性和上釉性出色的搪瓷用钢板及制造方法;锯条感应加热装置;油田抽油机减速器双圆弧齿轮;卧式连续退火装置     

逆向工程及3D打印技术的应用与精度分析

针对结构复杂零部件难以获得精准的尺寸和外形,逆向工程与3D打印技术相结合可有效解决该问题。以汽车水枪为例,利用COMET蓝光扫描仪对其表面进行三维扫描,并获取三维点云数据,应用Colin3D软件分析扫描过程点云数据精度;利用Geomagic Studio软件对点云数据进行优化处理,应用Geomagic Design X软件对水枪曲面进行重构,通过偏差图与环境写像进行逆向建模过程的质量分析;采用光固化打印技术完成逆向实体的快速成型,利用Geomagic Control X将重建后的三维几何模型与原始CAD数据进行误差对比分析,为维修和加工制造提供了数据支持。     

多深孔特征汽车端盖的模型重构

为获取多深孔特征汽车端盖的实体化模型,对其模型重构方法进行研究。运用Geomagic Wrap完成点云数据的精简和噪点的去除,应用GA-BP算法对跨面点云孔洞修补。利用Geomagic Design X的正逆向结合设计功能,截取深孔特征处的轮廓;基于点云的自动特征识别进行参数化修正,运用正向设计命令完成实体模型的重构。采用Geomagic Control X软件对实体模型与原始点云数据的偏差进行分析,验证了该建模思路能够获得满足精度要求的汽车端盖实体模型,对具有相似情况的零件模型重构提供了参考。     

基于双面啮合测量的齿轮误差分析方法研究

轴系齿轮齿形偏差检测是变速箱装配过程的重要环节之一。文章基于双面啮合同步测量技术,对使用同类型齿轮检测齿轮齿形偏差的测量方法进行研究。使用快速傅立叶变换将齿轮整体误差曲线在时-频域中进行转换并对其进行分析处理。从中提取径向综合总误差、单齿径向综合误差、径向跳动误差、跨球距等齿轮单项偏差,并设计试验台对测量方法进行实验验证。研究结果对快速获得齿轮单项偏差、提高变速箱生产的自动化与智能化具有理论与实用价值。     

三维曲面网状冲压件逆向建模的研究

探索运用逆向工程来构建三维曲面网状冲压件的三维数学模型。该方法使用激光三坐标扫描测量仪对三维曲面网状冲压件进行非接触式测量,得到三维曲面网状冲压件的点云数据,再运用Geomagic对点云完成数据拟合,得到三维曲面网状冲压件的数字化模型。相比于以三坐标测量机(CMM)为代表的传统测量网状冲压件三维坐标的接触式坐标测量方法存在的测量速度慢、测量精度不高的不足,激光三坐标扫描测量仪测量的速度更快,测量的精度更高。且Geomagic对点云完成数据拟合得到的数字化三维模型更贴合实际的模型,表明该方法切实可行。     

基于NURBS理论的渐开线齿轮齿面修复

针对目前广泛存在的渐开线圆柱直齿轮齿面破损的现象,使用NURBS曲面理论对破损现象进行研究,实现齿面修复,提出了测量齿轮断齿面与拟合曲面的有效方法。利用Geomagic Studio原理将采集到的断齿面点云数据拟合成NURBS曲面。将拟合生成的齿轮断齿面模型与完整齿轮模型进行比对,对两个模型进行布尔求差,得到缺损部分的修复模型。结果表明,方法有效可行,生成的修复模型可用于快速成型修复。     

双圆弧齿轮啮合特性进一步研究

以往对双圆弧齿轮的啮合特性研究中没有考虑螺旋角的影响。文中对因螺旋角的不同而导致双圆弧齿轮啮合点位置关系变化进行了分类讨论,重新考虑齿轮螺旋角对双圆弧齿轮啮合系数区间划分的影响,计算了不同螺旋角时的多点啮合系数以及多对齿啮合系数,并给出了双圆弧齿轮啮合特性表。研究结果完善了双圆弧齿轮的啮合特性,并对后续多圆弧齿轮啮合特性计算提供了参考。     

基于Pro/E环境单圆弧齿轮参数化设计的研究及应用

研究了Pro/E参数化设计功能,基于Program参数化设计方法,开发出单圆弧齿轮参数化设计模块,并结合具体的应用实例,展现了单圆弧齿轮三维实体模型的快速实现     

圆弧齿轮加工中的对中问题探讨

通过对圆弧齿轮对中方法、加工实例等几个方面的详细分析,论述了圆弧齿轮(包括双圆弧齿轮)滚切加工时滚刀对中对齿轮啮合精度的影响,认为滚刀对中是保证齿轮啮合精度必不可少的手段之一。并对双圆弧齿轮的成形过程提出了自己的见解。