基于实际切齿方法的弧齿锥齿轮三维造型

发展了格利森制弧齿锥齿轮实际切制过程的模拟方法,利用展成法的原理得到实际加工弧齿锥齿轮齿面上的点,利用曲面重建的方法由点得到三维弧齿齿面,最后建立了格利森制弧齿锥齿轮的三维实体模型。由于弧齿锥齿轮的三维实体模型,基于实际的加工方法,可以模仿弧齿锥齿轮机床加工时的调整,灵活的进行三维弧齿齿面调整,以实现弧齿锥齿轮的虚拟试切,降低成本,提高效率,同时使齿面啮合接触区更加合理。     

基于齿面点坐标测量值的弧齿锥齿轮齿面建模

依据弧齿锥齿轮齿面数学模型,对齿面进行了离散化处理,根据弧齿锥齿轮齿面离散点三维坐标测量方法,采用CNC3906齿轮测量中心对一给定参数的弧齿锥齿轮齿面离散点进行了三维坐标测量。依据图象旋转不变距特性,对三维坐标测量结果进行了旋转处理,利用NURBS方法建立了弧齿锥齿轮齿面的三维曲面模型,可以为弧齿锥齿轮齿面离散点加工误差的评定提供模型参考依据。     

刚支时弧齿锥齿轮齿面啮合迹的确定

以弧齿锥齿轮的齿面网格点为基础 ,采用双三次样条法对其加密细化 ,并求出齿面基点处的法线 ;将大轮经平移和旋转 ,使两轮的齿面基点重合 ,基点处的齿面法线共线 ;在大轮齿面的基点处建立局部坐标系 ,将相对于齿轮坐标系中的齿面网格坐标 ,都转换到这一坐标系中 ,以检验齿面是否存在曲率干涉 ,出现曲率干涉时 ,则通过调整齿轮加工参数将其消除 ;又在大轮上选取三个齿面角点用以建立另一齿面坐标系 ,计算两轮齿面在这一坐标系中的最小间隙 ,通过调整齿轮转角 ,得到齿面的啮合点 ;将两齿轮绕各自轴线转动 ,最终在轮齿齿面上求得啮合点的轨迹——啮合迹。     

弧齿锥齿轮磨齿砂轮修整仿真研究

锥齿轮磨齿工艺可以有效降低齿轮表面粗糙度,修正齿面曲率,矫正接触区域,从而改善啮合传动。磨齿前对砂轮的修形直接决定了磨齿后齿面的形貌。文中研究了弧齿锥齿轮砂轮修形的计算调整方法,建立了修形模型,给出了修形表面的数学方程及计算点处曲率计算公式,对实际磨齿加工中砂轮修形调整具有指导意义。     

弧齿锥齿轮基于比例修正参数的齿形误差修正

对弧齿锥齿轮齿形误差的修正方法进行了研究。根据弧齿锥齿轮齿面的数学模型,对齿面进行离散化处理并给出齿面离散点的径矢和法矢,建立修正齿面在离散点处相对于理论齿面的齿形误差表达式。根据实际齿面齿形误差的测量数据,得到弧齿锥齿轮的差曲面。在建立差曲面特征参数与比例修正参数之间关系的基础上,根据弧齿锥齿轮切齿计算得到的比例修正参数以及实际齿面在各离散点处的齿形误差值,建立一种基于比例修正参数的齿形误差修正方法。运用最优化算法可得到各种比例修正参数的修正倍数,进而得到机床调整参数的修正量。由修正后的机床调整参数可实现轮齿齿形误差的修正。通过实际的磨齿加工和齿形误差测量,验证了齿形误差修正方法的正确有效性。     

小模数弧齿锥齿轮的精确建模与齿面接触仿真

双重双面法铣齿加工是小模数弧齿锥齿轮的主要加工方法,传统双重双面法的齿面啮合状况需要人工调整,过程繁琐且齿面接触质量难以保证.针对小模数弧齿锥齿轮双重双面法加工的特点,建立了双重双面法加工坐标系,按照齿面加工参数和刀具参数,由刀具的切削锥面方程,经过坐标变换推导被加工齿面的齿面方程,并计算得到齿面上关键点的坐标值,利用这些关键点坐标,可以创建理论齿面片的三维模型,进而创建了齿轮副的整体三维模型.利用计算机数值仿真技术,对齿轮副进行了齿面啮合仿真.根据仿真结果,可以调整齿面加工参数,以改善齿面的接触情况,减少目前齿面接触区要依靠人工调整的繁琐过程.在提升齿面啮合质量的同时,也提高了齿轮副的实际生产效率.     

弧齿锥齿轮与摆线齿锥齿轮统一数学模型及齿面比较

针对弧齿等高齿锥齿轮和摆线等高齿锥齿轮这两种齿制,构建了统一数学模型,并进行了齿面比较。首先对这两种齿制加工刀盘结构进行了分析,建立了统一的刀盘数学模型。其次,分析了这两种齿制的加工运动和加工过程,建立了统一的切齿加工数学模型。在求解出齿面的基础上,从齿线螺旋角及齿面拓扑形貌两个方面对弧齿等高齿锥齿轮和摆线等高齿锥齿轮的齿面几何进行了比较分析。为弧齿铣刀粗切摆线齿提供理论指导。     

弧齿锥齿轮齿面误差的分析与修正

建立SGM法加工的弧齿锥齿轮齿面模型,通过推导弧齿锥齿轮的理论齿面方程和误差齿面方程,比较两者之间的差异,分析研究弧齿锥齿轮加工参数误差对齿面误差的影响关系,并以此判断各项加工参数误差对齿面误差的影响程度,从而确定用于误差修正的参数个数,利用解析法求解得出对齿面误差影响较大的加工参数的调整修正值,达到修正弧齿锥齿轮齿面误差的目的。     

弧齿锥齿轮齿面误差的最少参数修正法

研究弧齿锥齿轮小轮齿面误差与调整参数误差之间的敏感性关系,基于SFT加工法得出对齿面误差影响较大的调整参数,提出齿面误差最少参数修正法。建立刀倾法加工的弧齿锥齿轮齿面数学模型,推导弧齿锥齿轮小轮的理论齿面方程和误差齿面方程,推导机床调整参数误差作用下的齿面任一点加工误差的解析表达式,提出机床调整参数误差对齿面误差的影响系数概念,依此判断各项机床调整参数误差对齿面误差的影响程度。通过理论齿面和误差齿面的比较,确定各项机床调整参数误差作用下的全齿面法向误差的变化规律。由解析法和数值法相互验证,确定弧齿锥齿轮加工过程中对齿面误差影响较大的调整参数误差项。利用函数法建立机床调整参数变化量与齿面法向误差的关系,采用序列二次规划法,求得机床调整参数修正量最优解。通过实例验证,提出的反调修正方法可以有效降低齿面误差。     

弧齿锥齿轮啮合过程弹流润滑最小润滑油膜厚度分析

根据弧齿锥齿轮切齿加工原理,建立弧齿锥齿轮的齿面方程。并利用空间几何原理,将大小轮齿面方程放在同一个坐标系中进行啮合点计算得到啮合点在齿面上的位置分布。利用微分几何原理求得大小轮齿面啮合点处的法曲率和齿面卷吸速度等弹流润滑重要参数。用MATLAB软件编程计算,并用PRO/E三维软件建立几何模型。采用ABAQUS有限元分析软件,数值计算啮合过程中的油膜压力。基于Dowson-Higginson最小油膜厚度模型计算得到了光滑齿面不同啮合速度条件下弧齿锥齿轮啮合过程最小油膜厚度。     

螺旋锥齿轮大轮齿形误差的在机测量

为了在国产数控螺旋锥齿轮磨齿机上实现大轮齿形误差的在机测量,对大轮齿形误差的在机测量方法进行了研究。基于齿轮坐标系与机床坐标系之间的关系,建立了将齿面离散点坐标及法矢从齿轮坐标系转换到机床坐标系的方法。根据大轮的齿面几何特征,建立了大轮齿形误差的在机测量方法以及测量流程。根据在机测量得到的测球球心空间坐标,运用曲面拟合技术和最优化算法,计算了实际齿面相对于理论齿面沿各离散点法矢方向的齿形误差值。通过对比在机测量和齿轮测量中心的齿形误差测量结果,验证了螺旋锥齿轮大轮齿形误差在机测量方法的正确性。     

螺旋锥齿轮参数化精确建模

以齿轮啮合原理为基础,阐述了球面渐开线螺旋锥齿轮齿廓的形成机理,建立了螺旋锥齿轮齿面点坐标参数方程,构建了格里森制螺旋锥齿轮数学模型.利用基于Pro/E参数化建模方法,创建了螺旋锥齿轮单齿齿形,用阵列操作,建立了完整的螺旋锥齿轮三维实体造型,并通过运动仿真验证了该建模的精确性,为螺旋锥齿轮设计与制造研究提供了一种参数化设计方法.     

对数螺旋锥齿轮齿面接触区的相关特性

介绍了对数螺旋锥齿轮轮齿接触检测的方法。在Y9550型锥齿轮滚动检查机上进行了对数螺旋锥齿轮样件齿面接触区的检测实验,通过实验获得了对数螺旋锥齿轮接触区的位置、形态和大小等结果,并将实验结果与格里森螺旋锥齿轮接触区进行了对比,得出了对数螺旋锥齿轮齿面接触区的相关特性。     

螺旋锥齿轮齿面离散点空间坐标及法矢的计算

根据螺旋锥齿轮的切齿加工方法和齿轮啮合原理,运用矢量运算的方法建立了大轮成形法加工和小轮刀倾法加工的理论齿面方程并规划了齿面计算网格点区域.运用Visual Studi0 2008编程环境,编写了理论齿面各离散点空间坐标及法矢的计算软件,通过该软件可计算得到螺旋锥齿轮理论齿面各离散点在齿轮坐标系中的坐标值和单位法矢.将得到的理论齿面坐标点及法矢导入到三坐标测量机中进行测量获得各离散点的齿形误差,然后将获得该理论齿面坐标点及法矢的参数输入到CNC3906齿轮测量中心进行齿形误差测量,获得齿面上各离散点的齿形误差.将两组齿形误差测量数据进行对比分析,论证了所开发的计算软件的正确性,为螺旋锥齿轮齿面偏差的测量以及螺旋锥齿轮数字化闭环制造提供了正确的理论齿面数据.     

三坐标测量机测量弧齿锥齿轮的方法与实例

以格里森制弧齿锥齿轮为例介绍了三坐标测量机在弧齿锥齿轮误差测量中的应用.旨在探讨通用测量设备进行复杂齿轮测量的一般方法.该研究工作分为两部分：一是从国标GB11365-89[1]中规定的测量指标中选择若干测量项目,根据各项目之定义,确定正确的测量方法及算法,进行数据处理后给出测量结果;二是测量实际齿面与理论齿面之间的误差,方法是将齿面划分为网格,测量出网格交点处的数值并与齿面方程的理论值进行比较,文中对第一部分工作进行了介绍.     

弧齿锥齿轮大轮齿面的三维仿真

基于格里森机床由运动学方法和啮合方程推导出大齿轮齿面方程，采用I—DEAS软件，通过由齿面方程得到的曲率线网构造出齿轮齿面，做成弧齿锥齿轮的三维仿真模型。     

基于NURBS曲面表示的齿轮齿面光顺

在依据齿面三维离散测量数据所构建的弧齿锥齿轮或准双曲面齿轮齿面NURBS模型的基础上，进一步采用能量法建立了弧齿锥齿轮齿面模型光顺的目标函数，并使用外点惩罚函数法对齿面进行了光顺处理。通过光顺齿轮可以消除部分测量误差的影响，使后续的齿面接触分析过程更加流畅：所给出的计算实例证明了该方法的可行性和有效性。     

数控端铣弧齿锥齿轮的刀背与轮齿干涉避免方法

在五轴数控机床上端铣加工弧齿锥齿轮时,为了避免中凹盘铣刀背锥面与对侧齿面发生干涉,提出了基于刀具和齿轮结构的干涉避免方法。通过确定加工轨迹上刀背圆锥面最突出母线与对侧齿面的位置关系,保证刀具背锥面沿进给方向的法曲率小于对侧齿面法曲率,优化确定刀具边缘厚度和背锥角,实现了端铣齿面时刀背不干涉对侧齿面。最后,以一对弧齿锥齿轮副的小轮为例,通过比较虚拟加工模型和理论模型,验证了所提干涉避免方法的有效性。     

基于数控加工机床的弧齿锥齿轮建模

基于数控螺旋锥齿轮加工机床,根据实际切齿过程建立了齿面方程,并利用MATLAB求解非线性方程组得到齿面上的坐标,通过SolidWorks拟合齿面上的曲线,将线连成面,最后建立精确的齿轮三维实体模型用于理论分析.     

对数螺旋锥齿轮建模优化与加工检测

为了提高对数螺旋锥齿轮三维精确模型的精确性和准确性,提出了基于MATLAB和Pro/E的对数螺旋锥齿轮离散化建模方法。首先,根据对数锥齿轮的形成原理建立齿面方程;然后,根据齿轮的具体参数计算齿面边界条件;接着利用MATLAB计算出齿面离散坐标点,将这些坐标点导入到三维建模软件Pro/E中,利用其逆向工程模块建立齿面的离散模型。以Pro/E为二次开发平台,运用C语言编程建立只需要输入相应参数即可自动完成锥齿轮创建的程序,为后续锥齿轮的静力学分析、动力学分析和齿面修形奠定了基础。