含过渡曲面的准双曲面齿轮精确三维几何建模方法

针对用HFT(hypoid gear formate tilt)法加工的准双曲面齿轮,根据齿轮的实际加工过程和啮合原理,通过传统机床各运动部件的齐次坐标变换,推导了齿面方程和过渡曲面方程,得到准双曲面齿轮齿面精确数学模型的解析表达式。另一方面用商用软件CATIA通过虚拟制造方法,模拟齿轮加工过程,得出齿面和过渡齿面的包络曲线族,对包络曲线族进行曲面拟合得到含有过渡曲面的准双曲面齿轮的三维几何模型。比较虚拟加工得到的齿轮三维几何模型和MATLAB中计算出的理论齿面离散点,分析结果表明:笔者给出的建立螺旋锥齿轮精确三维几何模型方法正确有效。     

螺旋锥齿轮零传动误差设计方法研究

<正>针对螺旋锥齿轮啮合原理复杂、设计加工难度大及越来越多地采用五轴或六轴联动数控加工的特点,从螺旋锥齿轮设计加工所涉及的啮合原理基本问题着手,直接面向多轴联动数控加工,采用张量分析的方法对螺旋锥齿轮的啮合原理、传统机床调整卡计算、齿面接触分析及基于五轴联动数控机床的全齿面综合优化设计加工方法进行了深入研究,主要内容如下。(1)建立了一种基于张量分析的空间啮合原理理论分析方法。将完全的张量分析方法引入到啮合原理中,利用旋转张量来表示刚体运动、曲面曲率张量和曲率导数张量来表示曲面在局部的二阶和三阶几何特征,为空间啮合原理建立了一种无需参考坐标系的理论分析方法。相比而言,啮合原理中传统的理论分析方法往往在一开始就引入参考坐标系,从而导致分析结     

基于VERICUT虚拟五轴联动机床仿真加工螺旋锥齿轮圆角研究

螺旋锥齿轮是机械传动的重要零件,传统的螺旋锥齿轮圆角表面的加工主要是依靠人工打磨方式进行,导致零件加工效率低、工作强度大、零件表面质量无法保证等问题。针对上述问题,提出了应用虚拟五轴联动机床,借助UG软件的CAM功能对螺旋锥齿轮数控加工的自动编程。通过UG精度检测、仿真加工无干涉、无碰撞后生成CLS刀位文件,经过专用后置处理得到NC程序,最后在VERICUT五轴加工中心进行模拟仿真加工螺旋锥齿轮圆角。该方法保证加工过程中无干涉、无碰撞等问题,走刀轨迹符合设计的螺旋锥齿轮表面曲面形状,圆角整个加工过程曲面光滑,验证了五轴加工中心加工螺旋锥齿轮圆角表面方法的可行性和正确性。为实际加工提高零件表面精度、降低人工劳动强度和提高工作效率提供了理论借鉴。     

有误差的螺旋锥齿轮传动接触分析

以多体系统误差建模理论和齿轮啮合原理为基础,提出含有机床运动几何误差以及齿轮副安装误差的螺旋锥齿轮齿面接触分析(Error tooth contact analysis, ETCA)方法。以SGM法(大轮展成法加工,小轮变形法加工)加工的弧齿锥齿轮为例,通过ETCA分析,得到机床运动误差和安装误差对螺旋锥齿轮齿面加工质量影响的定量关系,对ETCA和TCA的结果进行对比分析,结果表明机床运动误差和安装误差对螺旋锥齿轮的齿面接触质量有较大的影响,为了通过齿面接触分析达到更准确的反调加工参数的目的,采用ETCA的分析结果指导加工参数反调更为合理。     

复杂曲面的数控加工方法及探讨

本文用实例说明CAD/CAM软件进行复杂曲面加工的基本方法,重点指出根据零件的几何参数,如何设定加工的工艺参数、工艺路线及生成刀具轨迹等关键问题,为曲面的数控加工提供参考.     

基于SolidWorks的螺旋锥齿轮的仿真加工

通过在VB中调用SolidWorks API的属性和方法,建立了齿轮毛坯和盘铣刀的三维参数化模型.控制刀具实体和毛坯实体的相对位置和相对运动关系,进行实体间的布尔运算,模拟真实齿轮的加工过程,得到螺旋锥齿轮的三维仿真加工几何模型;获取螺旋锥齿轮的齿面离散点,在此基础上实现了螺旋锥齿轮齿面的NURBS表示,并通过了实例验证.     

基于Cimatron E11的汽车转向球头销锻模加工刀具路径优化

对锻压模具型腔NURBS曲面数控加工刀具的路径进行优化。介绍了刀具路径的优化处理过程,运用Pro/E软件对汽车传动件锻压模具曲面进行造型,应用Cimatron E11软件进行数控加工编程。后置处理后生成更合理的加工程序,提高了复杂曲面零件加工的表面质量,为复杂曲面类零件的数控加工提供参考。     

双重螺旋法加工的螺旋锥齿轮副动力学分析

针对某对汽车传动系统中的螺旋锥齿轮副,基于双重螺旋法切齿加工原理建立了其精确的三维几何模型。采用ABAQUS软件对齿轮副进行了模态分析,得到了前30阶固有频率和振型。采用ADAMS软件对其进行了振动特性分析,得到了齿轮副在不同载荷与转速下的振动响应。仿真结果表明:齿轮副的固有频率较高,一般的激励难以达到,但当小轮转速在3 800 r/min左右时,啮合频率与一阶固有频率接近,仍可能发生共振,应当避免;相同转速下,载荷越大,振动加速度幅值反而越小;相同载荷下,转速越高,振动加速度振幅越大。研究为螺旋锥齿轮的优化设计提供参考依据。     

复杂曲面的逆向造型设计及多轴联动加工

基于逆向工程技术及CAD/CAM技术的平台,针对某一工艺品的点云模型文件,利用逆向工程软件Geomagic完成复杂曲面的NURBS曲面三维造型并进行误差分析。根据该复杂曲面零件的结构特点,合理制定加工工艺,运用UG软件生成多轴加工刀具轨迹及数控加工代码。最终经Vericut软件构建的双摆台五轴机床验证了数控程序的正确性。研究表明,利用逆向造型软件对复杂曲面产品进行NURBS曲面重构,结合CAD/CAM技术,不仅能高效地对复杂曲面产品进行二次设计,从而大大缩短产品开发周期,而且也能为复杂曲面零件的仿制加工提供依据。     

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。