小齿轮齿线修形对弧线齿面齿轮齿面影响分析

结合渐开线齿廓弧齿圆柱齿轮齿面生成原理,增大弧线齿圆柱齿轮凹齿面的圆弧半径,推导圆柱齿轮齿面方程,得到截面单齿厚度延轴线不同的弧线齿圆柱齿轮。以弧线齿圆柱齿轮为假想刀具,推导出弧线齿面齿轮齿面方程,将有无齿线修形的面齿轮做对比,并进行了内径分析。结果表明,在保持原有面齿轮设计参数不变的情况下,修形后的面齿轮与原面齿轮内径处的齿厚相差0.113 mm,且面齿轮单齿齿厚沿着齿宽由内向外逐渐增大;同时,修形后的弧线齿面齿轮外径端面并不是尖状,而呈现平面状,从而避免了修形后的面齿轮出现外径齿顶变尖现象。因此,对小轮齿线修形可增加面齿轮单齿厚度,提高面齿轮传动强度;也为后续齿线修形生成的弧线齿面齿轮抗偏载及啮合特性等方面提供了理论基础。     

数控内齿珩轮强力珩齿加工齿面挖根机理研究

为揭示数控内齿珩轮强力珩齿加工后齿面产生挖根现象,基于单颗磨粒切削力模型,建立单颗磨粒切削渐开线齿面力学模型,分析得出齿面珩削压力分布规律,利用三维有限元方法进一步验证其齿根应力最大,指出珩削压力是齿面挖根原因之一。根据内啮合齿面接触方程,分析渐开线齿面的端面齿廓相对速度的变化情况,分析出内齿珩轮强力珩齿加工时,被珩工件齿轮的端面齿廓相对速度变化是齿根处最大,进而造成齿根多珩,洞悉了齿面相对速度也是影响齿面挖根主要因素之一。最后,通过两种方式的强力珩齿实验证明,采用定中心距变压珩齿容易产生齿面挖根现象。     

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。     

基于圆柱齿轮齿顶修形的弧线齿面齿轮齿面设计研究

面齿轮是一种由渐开线圆柱齿轮与近似锥齿轮相互啮合的一种新的齿轮传动形式.弧线齿面齿轮是以渐开线弧线齿圆柱齿轮为假想刀具包络展成的面齿轮.推导了面齿轮工作齿面方程,并对圆柱齿轮齿顶进行圆角化修形设计;推导了截面圆角方程、圆角曲面方程以及修形后的弧线齿面齿轮过渡曲面方程,并通过Matlab对两种齿顶形式的圆柱齿轮建立数学模型,得知齿顶圆角包络产生的面齿轮要比齿顶尖角包络产生的面齿轮在内径齿根部的齿厚更大.研究结果表明,对刀具齿顶进行圆角化不仅可以避免面齿轮与圆柱齿轮边缘接触导致面齿轮齿面磨损,还可以增大面齿轮内径齿根处的厚度,该种面齿轮修形方式也为其他齿形面齿轮提供了理论依据.     

直齿圆柱齿轮齿面接触温度研究

针对齿面接触温度对齿轮啮合过程的重要影响,基于Blok闪温理论推导了直齿圆柱齿轮在4种不同润滑状态下的齿面接触温度计算公式,分析齿面接触温度沿啮合线的分布情况及转速、转矩、润滑油黏度和齿侧间隙对齿面接触温度的影响规律,实验测量不同工况下的齿面接触温度。数值计算结果和实验结果表明,齿面接触温度在进入啮合位置和齿顶处达到最高,而在节点附近接近于室温。弹流润滑状态下齿面接触温度随着润滑油黏度增大而升高;在混合润滑状态下则相反;边界润滑状态下润滑油黏度与齿面接触温度无关;随着转速、转矩和齿侧间隙增大,齿面接触温度升高。研究结果可为齿面接触温度的计算和实验测量提供依据。     

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。     

弧齿锥齿轮齿面拓扑结构设计

随着高端装备对低噪声、高强度弧齿锥齿轮(包括渐缩齿弧齿锥齿轮和延伸外摆线等高齿锥齿轮)传动性能的要求日益提高,通过齿面拓扑结构设计提高弧齿锥齿轮啮合刚度及承载能力、减小振动噪声、降低安装误差敏感性是当前的一个研究热点。简要介绍弧齿锥齿轮齿面拓扑结构设计的发展状况,论述了最新的齿面设计基本原理,分析了各自特点,对高性能弧齿锥齿轮的齿面设计提供了可以借鉴的方法。     

螺旋齿面齿轮两自由度车齿原理研究

针对现有齿轮加工方法不能加工较大螺旋角的螺旋齿面齿轮问题,提出了一种螺旋齿面齿轮的车齿加工方法。根据空间交错轴啮合原理,建立螺旋齿面齿轮两自由度车齿的理论加工模型,研究车齿刀、假想螺旋产形齿轮和螺旋齿面齿轮的安装布置关系,分析面齿轮车齿中的自由度,建立车齿中刀具和面齿轮的展成运动模型。以直齿渐开线作为刀具的切削刃形,运用微分几何与啮合原理,推导车齿加工的啮合方程、螺旋齿面齿轮的工作齿面方程以及过渡齿面方程,并建立了螺旋齿面齿轮的车齿齿面与理论齿面的误差分析模型。仿真表明：凸齿面离散点误差为-0.01～-0.02mm,凹齿面离散点误差接近0,从而验证螺旋齿面齿轮两自由度车齿加工原理的可行性。     

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。     

渐开线弧齿圆柱齿轮副齿面接触应力分析

简要论谜了渐开线弧齿圆柱齿轮的主要几何参数,从其齿面方程出发,分析渐开线弧齿圆柱齿轮副齿面接触线与啮合重合度.在此基础上推导出渐开线弧齿圆柱齿轮副齿面接触应力计算公式,并通过有限元分析软件比较直齿、斜齿、弧齿齿轮副齿面接触应力.与直齿、斜齿齿轮副相比弧齿齿轮副具有更低的齿面接触应力、更好的传动特性.     

喷丸强化提高齿轮寿命

本文叙述了喷丸强化的作用,原理与使用范围.     

CATIA斜齿轮全参数化曲面法三维数字建模及精度研究

依据斜齿轮机械原理基本理论,运用CATIAV5实体和高级曲面复合建模(Hybrid modeling)先进技术,提出了一种斜齿轮全参数化曲面法三维数字建模方法,构建了三维斜齿轮理论原型的参数化数字模型,并阐述了该数模的定量几何精度检验方法.为齿轮传动系统的快速三维CAD建模、运动学和动力学分析、强度有限元分析,提供了高精度的斜齿轮全参数化数字模板.     

基于LS-DYNA的单颗磨粒切削加工有限元分析

通过分析珩齿加工的啮合特点、超声珩齿切削原理及运动特性,利用非线性有限元程序LS-DYNA,对齿轮表面的切削过程进行三维显式动态分析。模型采用单点积分Lagrange算法的三维显示实体单元Solid164,以Johnson-Cook本构模拟齿轮表面材料,以面—面侵蚀和自动接触定义接触表面,对切削机理进行研究分析,从而验证了切削速度对切屑形态有显著的影响。     

On the prediction of the design criteria for modification of contact stresses due to thermal stresses in the gear mesh

The mechanism of surface failure due to temperature rise is a very important problem in gear design. Thermal considerations have received considerable attention from the gear researchers but only for scoring failures when the destruction of lubrication film occurs as a result of temperature rise. In spite of the wealth of literature on this subject, this problem is not fully analyzed.The objectives of this paper are to consider the mechanisms of thermal stresses and the thermal cycling in contact zone, during the gear mesh. This research has been conducted for the first point of contact based on consideration of transient heat transfer, elastohydrodynamic lubrications, and surface roughness and gear material.A procedure presented in this paper evaluating the stresses (thermal and mechanical) and predicting the design criteria for modifying the contact stresses due to thermal stresses. The effect of the material, oil film thickness, surface roughness and geometric operating parameters on modification parameter is illustrated. Also the effects of a load on the temperature rise and the modification parameters are evaluated.     

A new approach for polymer composite gear design

A new design method for polymer composite gear has been proposed in the current paper. This design method is based on the link between polymer gear wear rate and its surface temperature. It has been found from the tests that the polymer (acetal) gear wear rate will be increased dramatically when the load reaches a critical value for a specific geometry. The gear surface will wear slowly with a low specific wear rate if the gear is loaded below the critical one. The possible reason of the sudden increase in wear rate is due to the gear operating temperature reaching the material melting point under the critical load condition. Gear surface temperature has been then investigated in detail through three components: ambient, bulk and flash temperatures. Through extensive experimental investigations and modelling on gear surface temperature variations, a general relation has been built up between gear surface temperature and gear load capacity. The method has been related to test results under different operating ambient temperature and gear geometries. Good agreement has been achieved between the proposed method predictions and experimental test results. Experimental investigation on polymer composite (glass fibre reinforced nylon with PTFE as internal lubricant) gears have also been carried out and two forms of failure have been found, root and pitch fractures.     

基于三坐标的弧齿锥齿轮齿面误差测量与评定

根据弧齿锥齿轮的特点,给出一种基于三坐标测量的弧齿锥齿轮齿面误差测量与评定的方法.首先利用UG建立其三维实体模型,以此作为齿轮齿面误差检测与评定的理想要素;然后用三坐标测量机对实际齿面上的网格结点进行测量;再将三坐标测量机所采数据点导入到UG,利用实际齿面与理论齿面之间的偏差拟合出差曲面,以此反映弧齿锥齿轮的齿面误差....     

基于KISSsoft的齿轮修形优化设计

以风电齿轮箱高速级齿轮传动为研究对象,利用KISSsoft软件进行齿轮修形优化设计。通过对比高速级齿轮原有单一目标齿轮修形设计及多目标修形优化两种状态下的计算结果,得出以提高齿面接触、齿根弯曲强度和齿面抗胶合能力,减小传递误差及改善齿面载荷分布的多目标修形设计可以有效地提高齿轮强度,改善啮合质量,降低齿轮传动振动和噪声。     

Technological solution to profile and generate the teeth of central gear for precessional gear drives

The transmission based on precessional gear pairs, mostly used for rotation speed reduction, has some important advantages relative to the common gear drives, such as the capability to produce very low transmission ratios, or the high loading capacity/dimensions ratio (due to the fact that all the teeth of a precessional gear pair are simultaneously in contact during its functioning). One among the likeliest constructive solutions for the precessional gear pair uses a satellite built with conical rollers. However, its practical use is restricted by the difficulty to realize the central gear teeth machining without using special and relative complicated devices. This paper introduces a technological substitutive profile for the central gear tooth, which enables the use of a simpler and more productive method for working it, without bringing major negative consequences regarding the teeth contact correctness or the drive loading capacity. The profile was found by analyzing the contact surface and the pressure angle evolution during the contact between conjugate teeth. The paper also presents technological solutions to generate the new tooth profile by milling it with a disk-tool or an end-mill cutter, together with methods to profile the required tools.     

基于NURBS曲面拟合的特大型齿轮齿廓偏差评定

在中等尺寸齿轮测量中,通常以轴线作为测量的基准,但对特大型齿轮来说,要精确获取其轴线存在较大困难。为了特大型齿轮特征线测量问题,本文提出并采用了三维测量与评定的方法。首先利用激光跟踪仪进行被测齿轮的粗定位,获取被测齿轮与三维平台的相对位置关系;然后利用所设计的三维平台在被测齿面获取大量的数据点,对这些数据点进行NURBS曲面拟合,建立真实齿面的三维参数化模型;最后将所建立的参数化模型与理论模型相比较得到齿廓等偏差。实验结果表明,该方法在解决特大型齿轮特征线测量方面具有较好的可行性。     

螺旋锥齿轮齿面点图像识别及其测量技术

利用计算机视觉测量系统对螺旋锥齿轮的加工进行测量,尝试了一种新的具有较高测量精度和测量效率的非接触测量方法。通过利用两个固定的摄像机对齿轮加工进行检测,然后对摄像机拍摄到的图像进行三维重建,从而可在计算机中得到螺旋锥齿轮的齿面坐标,再通过与理论齿面进行比较,可以得到加工齿面的误差,从而对加工参数进行修正。这大大简化了螺旋锥齿轮检测和修正的工序,为实现螺旋锥齿轮加工、检测、调整闭环系统提供了技术支持。