球面渐开线对数螺旋锥齿轮计算与实体建模

以球面渐开线形成原理为基础,对其进行再次坐标变换,实现在锥面上任意点都可作出球面渐开线。并通过直角坐标系与极坐标系之间的转化,形成直齿、斜齿以及具有特殊形状的对数螺旋线锥齿轮。依据MATLAB的强大矩阵变换运算功能和Pro/E对曲线曲面较为突出的绘图显示功能,将球面渐开线对数螺旋锥齿轮精确理论齿面通过MTALAB语言进行编程计算,求出其齿面坐标点,并将其导入Pro/E中形成完整齿面。形成球面渐开线对数螺旋线圆锥齿轮三维实体建模的新方法。此种方法建立的离散点齿面有很好的共轭特性,形状更为精确,更易于齿面分析计算。     

变性法加工弧齿锥齿轮的数学模型

通过弧齿锥齿轮加工方法的分析建立齿轮加工坐标系,根据曲面啮合原理及旋转投影原理,建立弧齿锥齿轮的齿面数学模型。利用数学软件MATLAB计算出齿面点的三维坐标,通过坐标在Pro/E中建立三维曲面模型,为弧齿锥齿轮的设计与加工提供了一定的参考依据。     

对数螺旋锥齿轮精确建模方法研究

对数螺旋锥齿轮作为一种新型的和具有重大价值的锥齿轮,它的三维模型是否精确对后续的研究工作至关重要。以Pro/E三维软件为基础,根据对数螺旋锥齿轮的形成原理,建立球面渐开线,并作为对数螺旋锥齿轮的齿廓线,且对数螺旋锥齿轮的齿向线采用对数螺旋线,并对过渡圆角曲线部分作了优化推导和处理,通过沿多条引导线扫掠的方式建立对数螺旋锥齿轮的精确主从动轮三维模型。此外以Pro/E为二次开发平台,运用C语言编程建立了只需要输入相应参数,就能自动完成锥齿轮创建的程序。     

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。     

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.     

螺旋锥齿轮离散建模的研究

基于螺旋锥齿轮大轮的齿面方程,利用Matlab数值求解方法迭代了齿面离散点,使用三维建模软件SolidWorks建立了齿面离散模型,提出了有效建立螺旋锥齿轮离散模型的方法。     

对数螺旋锥齿轮的三维参数化精确建模

对数螺旋锥齿轮具有螺旋角处处相等的特点,可以使啮合传动更加平稳,噪声更小,承载能力更强,使用寿命更长。应用Pro/E三维机械设计软件,根据对数螺旋锥齿轮的形成原理,以球面渐开线为齿轮齿廓曲线,以对数螺旋线为锥齿轮齿形线,基于形状结构特征,建立对数螺旋锥齿轮的三维参数化精确模型,进而为后续的产品优化设计、有限元分析及制造奠定基础。     

基于Pro/E和Abaqus的弧齿锥齿轮建模与动态接触分析

基于弧齿锥齿轮的成型原理,得到了弧齿锥齿轮齿面三维坐标方程。依照Gleason公司所提供的弧齿锥齿轮计算调整卡,编写MATLAB程序,求解出各齿面离散点的三维坐标,运用三维造型软件,建立弧齿锥齿轮副的三维模型。把三维模型导入到有限元软件Abaqus中,创建了弧齿锥齿轮副的有限元模型,完成了弧齿锥齿轮副的接触分析。根据分析结果,获得某一对轮齿在一个完整的啮合周期内,齿面啮合点处接触正压力的变化情况,并用实验验证了仿真结果的准确性,为弧齿锥齿轮的设计、制造、优化提供了参考依据和技术支持。     

对数螺旋锥齿轮啮合模型的建立及有限元分析的基本思想

对于一种新型锥齿轮—对数螺旋锥齿轮,研究其啮合模型在Pro/E中的建立方法。由于其齿向线是圆锥对数螺旋线,提出了一种新的建模方法,包括三个创新点:利用夹角为的两条圆锥对数螺旋线来确定齿廓曲线的空间位置,使渐开线得以精确定位;将盘绕在节锥曲面上的圆锥对数螺旋线作为扫引轨迹线,保证齿形的准确性;扫描混合截面建立在扫引线的法面内,使轮齿各点法面内的齿形均是标准齿形。在此基础上应用有限元理论的基本思想对啮合模型作了一些运算研究,进一步分析对数螺旋锥齿轮啮合传动过程中的相关特性,进而为该种新型锥齿轮的设计和应用提供理论依据。     

基于Pro/E等高齿对数弧齿锥齿轮三维模型的建立

等高齿对数弧齿锥齿轮其齿向线采用对数螺旋线且齿高沿分锥母线相等。等高齿对数弧齿锥齿轮从齿的大端到小端齿高是一致的,齿轮的面角、节角与根角均相等。根据这一齿轮的基本概念,参照齿轮设计手册以及结合摆线齿弧齿锥齿轮的基本参数,精心选取了等高齿对数弧齿锥齿轮的轮坯参数,并在此基础上使用三维建模软件Pro/E建立了等高齿对数弧齿锥齿轮的主从动轮模型并且实现了三维模型的啮合。     

基于Pro/E的弧齿锥齿轮参数化建模和仿真

根据弧齿锥齿轮加工原理,计算推导出弧齿锥齿轮节线方程,以节线方程曲线为齿向轨迹,从而保证齿宽方向齿形的准确性;在Pro/E环境下,介绍弧齿锥齿轮的参数化建模方法、装配、运动分析以及全局干涉检测等步骤,提高不同参数弧齿锥齿轮的三维建模效率,为数控加工中心加工弧齿锥齿轮提供准确的三维模型。     

一种螺旋锥齿轮建模方法介绍

推导了弧齿锥齿轮的各段曲线在球面坐标下的数学表达式,介绍了Pro/E环境下实现弧齿锥齿轮三维参数化造型的方法及步骤.三维模型的创建为弧齿锥齿轮的动态仿真、干涉检验、有限元分析及NC加工奠定了基础.     

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。     

The meshing angular velocity and tangential contact force simulation for logarithmic spiral bevel gear based on Hertz elastic contact theory

To obtain the change tendency of output angular velocity and tangential contact force of a gear when the pinion under the step input during meshing of a new type of spiral bevel gear, which is a logarithmic spiral bevel gear, the tooth flank equation of logarithmic spiral bevel gear is deduced based on the formation mechanism of the tooth flank formation. A three-dimensional model of a pair of logarithmic spiral bevel gears whose number of teeth was 37:9, with modules being 4.5 mm, normal pressure angle being 20 degrees and spiral angle being 35 degrees were built and assembled. Based on Hertz elastic contact theory, the calculation formulas and parameters sets of contact force for conventional spiral bevel gear meshing simulation and logarithmic spiral bevel gear meshing simulation were done. Consider the dynamic simulation about meshing angular velocity and tangential contact force for conventional spiral bevel gear meshing and logarithmic spiral bevel gear meshing, respectively. Finally, by analyzing and comparing the simulation data, the results show that under the same input conditions, the fluctuation of the gear angular velocity and tangential contact force of logarithmic spiral bevel gear meshing are smaller than the conventional spiral bevel gear. That is, the transmission stationary of logarithmic spiral bevel gear meshing is superior to conventional spiral bevel gear.     

基于Ansys/LS-DYNA的弧齿锥齿轮动态接触仿真分析

弧齿锥齿轮的啮合是一个极其复杂的非线性过程,为获得更符合实际的接触应力,以一对动车组弧齿锥齿轮为例,在Pro/E中进行三维参数化精确建模,利用Ansys/LS-DYNA对弧齿锥齿轮进行动态接触仿真分析。计算出齿轮副从开始啮合到退出啮合的整个动态啮合过程中的齿面接触应力的分布变化情况,得到轮齿不同部位的有效应力随时间变化的曲线,并对计算结果进行了理论分析。     

Modelling, Implementation, and Manufacturing of Spiral Bevel Gears with Crown

The operational performance of gears in terms of smoothness, quietness, wear and life span is largely affected by how gear and pinion teeth make contact. To enhance the operational performance, a crown is often applied to a standard (nominal) gear tooth surface. Regardless of the presence of a crown, all the gears are machined by special types of machine tools, such as gear hobbers and shapers. This paper develops a tooth surface for a spiral bevel gear with a crown so that it can be machined by numerically controlled machine tools. Specifically, we derived: 1. A bi-parametric tooth surface model for a standard spiral bevel gear. 2. A crown model along the spiral curve direction. 3. A crown model along the involute curve direction. The developed algorithm was tested and implemented in a prototype software system called GearCAM. With the GearCAM system, a set of spiral bevel gear and pinion was machined using a 4-axis CNC milling machine to check the validity and effectiveness of the crowning method. Through various verifications, it is shown that the models developed for the standard and crown gears can be used as a means for design and verification of spiral bevel gears.     

弧齿锥齿轮的三维图形显示

提出一种在计算机上能立体显示弧齿锥齿轮的齿面及其轮辐的程序设计方法。首先，根据弧齿锥齿轮的齿面方程求出一个轮齿的齿面上点的数据，然后经过旋转变换便形成全部齿面的数据。其次，将三维坐标经过投影变换到平面坐标上（称为世界坐标），再将世界坐标变换到设备坐标上。最后通过绘图函数将变换后的数据用图形显示在屏幕上。本文方法为弧齿锥齿轮的切齿仿真提供了手段。本程序采用的方法是针对ＷＩＮＤＯＷＳ环境下的编程而言的，但其方法具有普遍性。     

高齿弧齿锥齿轮的承载啮合仿真和动态性能试验

研究了高齿弧齿锥齿轮和普通弧齿锥齿轮的加载接触过程，对比了二者在载荷作用下的齿面载荷分布、齿面加载接触印痕和承载传动误差，计算了齿根弯曲应力。在台架试验台上测定了高齿弧齿锥齿轮和普通弧齿锥齿轮的噪声和振动量，实验证明高齿弧齿锥齿轮齿面载荷分布合理，弯曲应力较小，具有较低的噪声和较好的动态特性。