变齿厚斜齿轮传动齿面接触数学模型的建立

变齿厚斜齿轮传动综合了斜齿轮和变位齿轮传动的优点,为保证平行轴变齿厚斜齿轮接触良好,传动可靠,应对设计的齿轮对进行齿面接触分析.根据设计的待加工齿轮参数,确定小、大齿轮的齿面方程,建立其接触的数学模型,进而对标准安装以及存在安装误差的齿面接触情况进行研究,为接触有限元分析及制造加工奠定理论基础.     

基于斜齿小齿轮的面齿轮的齿面生成研究

文中提出了基于斜齿小齿轮的面齿轮传动的两种几何设计方法,一种是利用传统的螺旋渐开线小齿轮的包络原理,另一种是利用由齿条刀具生成的小齿轮的包络原理;推导了两种情况下面齿轮的齿面方程,并讨论了齿宽的限制条件,实现了面齿轮齿面的可视化.     

螺旋渐开线齿轮的齿面生成研究

针对圆柱型螺旋渐开线齿轮不易滚削加工的问题,构造出一种碟形螺旋渐开线齿轮,使其滚削加工成为可能。根据齿轮啮合原理及特殊的加工方法,由产形齿条的齿面方程,推导了碟形螺旋渐开线齿轮的渐开螺旋面、过渡曲面及齿根面的方程。采用MATLAB编程得到碟形螺旋渐开线齿轮齿面的点三维坐标值。由生成的齿面上点的三维坐标值,在Pro/E中构建了碟形螺旋渐开线齿轮精确实体模型,为该齿轮的接触分析与有限元分析奠定了基础。     

偏置斜齿面齿轮几何设计及齿宽特性分析

针对偏置斜齿面齿轮的齿面几何设计,提出了避免齿面发生根切和尖化的条件,给出了偏置斜齿面齿轮的最小内半径和最大外半径的精确解和近似解表达式,定义了偏置斜齿面齿轮最小内半径、最大外半径及齿宽系数,并通过算例表明偏置距、刀具齿数、传动比是影响齿轮齿面宽度的主要因素。     

螺旋渐开线齿轮的齿面生成研究

针对圆柱型螺旋渐开线齿轮不易滚削加工的问题,构造出一种碟形螺旋渐开线齿轮,使其滚削加工成为可能。根据齿轮啮合原理及特殊的加工方法,由产形齿条的齿面方程,推导了碟形螺旋渐开线齿轮的渐开螺旋面、过渡曲面及齿根面的方程。采用MATLAB编程得到碟形螺旋渐开线齿轮齿面的点三维坐标值。由生成的齿面上点的三维坐标值,在Pro/E中构建了碟形螺旋渐开线齿轮精确实体模型,为该齿轮的接触分析与有限元分析奠定了基础。     

圆弧齿廓面齿轮齿面设计

针对渐开线齿轮传动存在的缺点,综合面齿轮传动的各项优点,将圆弧齿廓应用于面齿轮,提出圆弧齿廓面齿轮传动。采用理论分析、数值计算与物理实验相结合的研究方法对圆弧齿廓面齿轮齿面进行设计。基于齿轮啮合原理和微分几何理论,首先对圆弧齿条基本齿形的共轭齿形齿条齿面方程进行建模,然后利用包络成形理论推导出了加工圆弧齿廓面齿轮的刀具齿面方程,进而由刀具与圆弧齿廓面齿轮互为包络成形理论推导出面齿轮的工作齿面及过渡曲面的方程。最后应用MATLAB软件编程求解出齿面点集并导入到CATIA软件中自带宏程序的EXCEL表格中,运行宏程序并生成轮廓曲线,再利用曲面拟合的方法得到圆弧齿廓面齿轮的三维物理齿面。经与切齿包络仿真模型对比,验证了其准确性。     

线接触交错轴斜齿轮-面齿轮副精确齿面造型及啮合仿真

给出了线接触交错轴斜齿轮-面齿轮副精确齿面造型。基于啮合理论建立了交错轴斜齿面齿轮齿面数学模型,并计算出齿面离散数据点,根据齿面均匀离散点的输出数据,对齿面进行重构,实现了面齿轮的精确实体造型,并进行啮合仿真,采用齿面偏差法对生成的实体模型精度进行了评估,该模型可用于面齿轮数字化设计和制造。     

采用碟形砂轮的斜齿面齿轮磨齿技术研究

为了制造出高精度硬齿面斜齿面齿轮和获得抛物线传动误差并改善啮合性能,对采用碟形砂轮加工双向修形的斜齿面齿轮的磨齿方法进行了研究。设计了渐开线失配的碟形砂轮齿面,分析了碟形砂轮磨削斜齿面齿轮的展成原理,根据展成原理和用渐开线失配的碟形砂轮并改变砂轮的运动,推导出双向修形斜齿面齿轮的齿面方程。给出了双向修形斜齿面齿轮的齿面计算和接触分析实例,结果表明:理论齿面的最大齿面误差为5.98×10-4μm,采用碟形砂轮加工双向修形斜齿面齿轮的磨齿方法是可行的,获得了斜齿面齿轮抛物线传动误差,避免了边缘接触并改善了斜齿面齿轮的啮合性能。     

渐开线斜齿轮整体虚拟滚齿仿真及齿面精度研究

利用专业三维软件CATIA V5的宏程序功能,基于共轭齿面包络加工原理,研究了滚刀加工渐开线斜齿轮的计算机虚拟加工问题,完成了斜齿轮的整体虚拟滚齿切削仿真技术。利用CATIA中的命令提取并结合由虚拟加工得到的众多细小曲面来形成齿轮齿面,实现了精确齿轮整体模型的仿真加工方法,并通过与理论齿面比较,齿面精度误差在1μm以下,验证了该方法的正确性,并对可能影响齿面精度的加工因素进行了探讨。本方法为提供齿轮机床的误差形成原理,以及理论齿面和误差齿面的齿轮有限元分析提供了一个虚拟的三维数据研究平台。     

新型环面渐开线齿轮齿面生成和几何特性研究

环面渐开线齿轮是一种对安装误差不敏感,无须修形就具有良好啮合性能,并且加工便捷的新型齿轮。根据环面渐开线齿轮的加工原理,从产形齿条的齿面方程出发,推导了凸环面渐开线齿轮和凹环面渐开线齿轮的完整齿面方程;利用MATLAB编程计算出环面渐开线齿轮齿面上点的三维坐标值,生成了精确齿面,并在Pro/E中建立了齿轮的实体模型;基于齿面数学模型,通过计算仿真对环面渐开线齿轮的根切与尖化现象进行了分析,获得了环面渐开线齿轮的根切界限曲线、尖化初始点以及不发生根切与尖化现象的最大齿宽;根据已生成的齿面进行有安装误差条件下的齿轮接触分析,证明了环面渐开线齿轮对安装误差不敏感。       

面齿轮新型齿面结构弯曲强度计算机仿真分析

面齿轮的弯曲强度是影响面齿轮疲劳寿命的主要因素.提出了面齿轮齿根过渡部分为光滑曲面的一新型齿面结构,给出了应用插齿刀的齿顶圆角生成面齿轮过渡曲面的方法;建立了刀具齿顶圆角的法面方程,经坐标变换,导出了被切削面齿轮光滑过渡曲面的方程;利用数字齿面的方法,分别建立了刀具齿顶尖角和圆角两种结构所生成面齿轮的有限元模型并进行了...     

弧齿锥齿轮齿面发生线切齿法探讨

根据圆弧齿锥齿轮具有球面渐开线齿形的齿面,可以由与齿轮基圆锥相切平面上的圆弧线在基圆锥上纯滚动生成这一原理,探讨研究弧齿锥齿轮齿面新的精密切削加工方法.若以该圆弧发生线作为刀刃,可以切削出无理论误差的球面渐开线齿形的锥齿轮齿面.从理论上和试验上探讨和研究这种"齿面发生线切齿法"实现弧齿锥齿轮齿面切削加工的方法及其推广应用的可行性.论述了切削方法的理论原理,设计了加工机床、刀具,进行了初步切齿试验.理论和试验证明了"齿面发生线切齿法"的正确性.这一理论和方法具有齿形无理论误差、齿轮可以互换、接触区调整简单等显著特点,并且具有切齿效率高、机床结构简单、成本低等突出优点,是目前其他方法所无法比拟的,具有很好的可行性.这一原理和方法为弧齿锥齿轮的切削加工开创了一条全新的途径.     

变位非正交面齿轮副小轮齿向修形轮齿接触分析

建立了变位非正交面齿轮的加工坐标系和啮合坐标系,推导了变位小轮及变位非正交面齿轮的齿面方程,计算得到了面齿轮数值齿面,分析了变位对非正交面齿轮齿宽的影响。在变位的基础上研究了对小轮进行齿向鼓形修形,而面齿轮不修形的修形方式。分别对未变位、变位、变位加小轮齿向修形的三种非正交面齿轮传动形式进行考虑安装误差的轮齿接触分析。研究表明：随着变位系数增大,非正交面齿轮最小内半径、最大外半径及极限齿宽均减小;变位不影响非正交面齿轮副的接触规律;小轮齿向修形能降低接触轨迹对安装误差的敏感性,会引起幅值较小的直线型传动误差。     

近似面齿轮传动的齿面拓扑修形主动设计

为了提高面齿轮的磨齿效率,采用不做齿向进给运动的大半径盘形砂轮磨齿得到的面齿轮具有近似齿面,然而该近似面齿轮与双向修形小轮的啮合性能不够理想.因此进一步通过啮合理论重新构造小轮齿面,并根据预设的啮合性能对该新构造的小轮齿面进行拓扑修形设计,以控制近似面齿轮传动的啮合性能.小轮的拓扑修形齿面采用盘形砂轮局部点共轭法磨齿加工,建立了小轮拓扑修形齿面与加工参数之间的线性方程.用实例说明了所提方法的应用,齿面接触分析结果与给定的啮合性能基本一致.     

精密加工变齿厚内齿轮插齿刀设计

针对标准插齿刀通过斜插法或插削角优化法难以实现变齿厚内齿轮高精度加工的问题，提出了一种精密加工变齿厚内齿轮的专用插齿刀设计方法。该插齿刀齿廓方程同时包含刀具几何参数和插削角工艺参数。基于啮合原理推导了刀具齿廓方程，建立了插齿刀切削刃数学模型，给出了插齿刀切削刃参数优化流程。对比分析了不同加工方法的齿形误差，研究了设计参数变化对齿形误差的影响规律。结果表明,所提出的方法在各种设计参数下均能有效减小齿形误差，设计出的刀具按优化倾角做直线插削即可实现变齿厚内齿轮的精密加工，无需对机床进行改造，易于推广。     

交错轴斜齿轮传动变齿厚技术现状与发展趋势

变厚齿轮技术是交错轴斜齿轮传动系统发展的主要方向。介绍了变厚齿轮传动的原理及其在交错轴传动中的应用,在分析国内外交错轴斜齿轮传动研究现状的基础上,探讨了开展交错轴变厚齿轮研究的发展趋势及要解决的关键技术问题,对研究新型交错轴传动形式及非渐开线空间变厚齿轮传动情况下提高系统承载能力、优化系统动态特性具有重要的理论意义和学术价值。