基于平面砂轮的面齿轮数控切、磨齿技术

传统上面齿轮的加工都是基于小齿轮与其啮合的模拟,导致刀具没有通用性,加工过程复杂,针对这一问题,借助数控技术,提出了采用平面刀具加工面齿轮的方法。首先论述了平面刀具的设计、平面刀具展成加工面齿轮的原理,并结合格林森的技术,提出了平面刀具加工面齿轮所需运动配置。其次通过数学推导,建立了平面刀具加工面齿轮的数学模型,并进行了数控转换。最后对平面刀具加工面齿轮的理论方法及其数控方法进行了仿真模拟,模拟表明:采用平面刀具加工面齿轮可获得理论齿面,其数控加工方法的齿面误差可小达2.56μm。     

螺旋运动系数对弧齿锥齿轮齿形的影响规律

为探究螺旋运动系数对弧齿锥齿轮齿形的影响规律，充分发挥数控机床的万能运动特性，使齿轮设计人员及机床调整人员更好地运用高阶运动实现齿面的修形以及齿面接触区的调整，基于弧齿锥齿轮加工原理，通过引入一至六阶螺旋运动系数，建立了齿面数学模型。基于齿面数学模型，采用矢量运算与二元迭代的方法，计算了实际齿面相对于理论齿面在其各离散点法线方向上的齿面误差。分析了各阶螺旋运动系数的改变对弧齿锥齿轮齿面形状的影响规律，以图像的方式表示了实际齿面相对于理论齿面的偏离方向以及误差值的大小。采用最小二乘法，计算了弧齿锥齿轮轮齿齿面在各阶螺旋运动系数改变下的敏感系数，分析了各阶螺旋运动系数对齿面形状的影响类型和程度。通过实际的磨齿加工和测量验证，结果表明各阶螺旋运动系数对齿面形状的实际影响与理论分析结果一致。     

内斜齿轮车齿加工数学模型及实验研究

为了解决内齿轮高效加工的问题,提出内齿轮车齿加工方法。根据内齿轮车齿加工原理构建数学模型,建立车齿刀具齿面方程并完成内齿轮齿面方程推导,随后在Vericut中对内齿圈进行模拟加工,验证理论模型的正确性,最后进行了切齿加工实验及检测,测量结果满足工程要求。实验结果表明：所提出的车齿加工方法能够完成内齿圈的高效加工,具有重要的理论意义和工程应用价值。     

剃齿加工中径向剃齿刀齿面拓扑修形量计算及分析

剃齿加工中存在的主要问题是加工齿轮时被剃齿轮齿形在节圆附近会出现中凹现象,即产生齿形畸变。为分析剃齿过程中剃齿刀与被剃齿轮的几何关系,以便能表述剃齿刀的全齿面齿廓,通过标准渐开线齿面与法向修形曲面叠加的方式来表示剃齿刀的修形齿面,提出了径向剃齿刀拓扑齿面齿形的计算方法。首先,根据齿轮啮合原理设计并计算出径向剃齿刀的修形齿面方程;再次,通过反算法向修形曲面,计算出加工修形圆柱齿轮的径向剃齿刀齿面修形量;最后,通过算例对比分析剃齿刀齿数及安装轴交角、中心距误差对剃齿齿面修形量的影响,为设计制造同类径向剃齿刀提供了一定的理论依据。     

基于MATLAB的指形铣刀加工等基圆齿面三维造型验证

为了正确理解等基圆锥齿轮齿面包络成形理论、指形铣刀加工理论,实现其正确加工,基于等基圆锥齿轮原理,依据指状铣刀切齿坐标系及齿面方程,通过研究加工过程中凹凸面转换分度角的计算方法,进行了等基圆锥齿轮单个齿面造型、凹凸面同时造型,验证了齿面形成过程及其凹凸面空间几何关系。通过坐标变换,完成了加工状态下的等基圆锥齿轮凹凸面与指状铣刀在同一坐标系中的三维造型,验证了刀具与齿面空间几何位置关系的正确性,为等基圆齿面的切齿加工前期验证提供了有效手段。     

螺旋锥齿轮齿顶线数学建模方法

在螺旋锥齿轮齿顶倒棱加工中,刀具按照一定的轨迹运动,首先要明确齿顶线的数学模型。从螺旋锥齿轮齿面的加工原理出发,得到了螺旋锥齿轮齿面的数学模型,然后与齿轮外圆锥面方程按照曲面求交的方法得到了齿顶线的数学模型,为螺旋锥齿轮齿顶倒棱加工提供理论支撑。     

基于齿面缺陷激光修复几何数学模型的齿轮修复

激光熔覆作为一种再制造技术被广泛应用在机械零部件的修复。 在采用激光熔覆技术对齿轮齿面缺陷进行修复时,为减小后续机械加工的难度,应使轮齿齿面上的熔覆层轮廓接近齿轮的原始齿廓。 基于齿廓加工原理建立了齿面缺陷激光修复几何数学模型。 通过此修复几何数学模型可计算得到修复齿廓不同部位时,轮齿需要偏转的角度以及偏转后齿廓待修复区域的倾斜角度。 实验结果表明,利用该几何数学模型对齿轮齿面缺陷采用激光熔覆技术进行修复,可以使轮齿齿面上熔覆层的轮廓与齿轮原始齿廓较为接近,并且熔覆层轮廓与齿轮原始齿廓的距离不超过 0. 7 mm;此外,轮齿齿面在熔覆过程中虽然倾斜角度最大达到 51. 84°,但熔覆层轮廓与齿轮原始齿廓的最小距离不小于 0. 1 mm。     

加工渐开线螺旋齿轮的砂轮廓形研究

根据盘状刀具加工螺旋齿面的加工原理,结合渐开线螺旋面的形成原理,利用坐标变换,通过求解接触条件式得到了砂轮齿廓上离散点,通过点拟合得到了砂轮的成形齿廓,解决了砂轮磨损的误差补偿问题,为渐开线螺旋齿轮的成形磨削提供了一种新方法。     

加工渐开线螺旋齿轮的砂轮廓形研究

跟据盘状刀具加工螺旋齿面的加工原理,结合渐开线螺旋面的形成原理,利用坐标变换,通过求解接触条件式得到了砂轮齿廓上离散点,通过点拟合得到了砂轮的成形齿廓,解决了砂轮磨损的误差补偿问题,为渐开线螺旋齿轮的成形磨削提供了一种新方法。     

斜齿偏置非正交面齿轮的齿面建模及插齿仿真

为了促进面齿轮适用于多种空间布局的传动场合,扩大面齿轮在传动领域的应用优势,推导了斜齿偏置非正交面齿轮齿面方程,并使用VERICUT软件完成了斜齿偏置非正交面齿轮插齿仿真加工。由齿轮啮合原理,推导斜齿偏置非正交面齿轮方程,计算出面齿轮齿面点坐标;在三维软件中构建机床模型、刀具和加工毛坯,导入VERICUT中,编写相应的数控加工程序,完成插齿加工仿真;在加工模型上提取坐标点,与计算得到相对应的坐标点进行齿面偏差分析。结果显示：插齿仿真加工齿面没有产生过切,插齿仿真加工齿面最大残留为7.4 μm,最小残留为3.3 μm,验证了数控插齿加工斜齿偏置非正交面齿轮的正确性。