弧齿锥齿轮的齿面主动设计

齿面印痕和传动误差对齿轮传动的性能起着决定作用,针对齿面印痕和传动误差,提出弧齿锥齿轮点啮合齿面主动设计的方法。该方法突破了传统齿轮设计的局限性,采用“局部共轭原理”和“局部综合法”,并依据弧齿锥齿轮的加工原理,使齿轮设计人员能够按照要求的传动性能来设计齿面的形状,并可在摇台结构的铣齿机进行加工。齿面主动设计能保证齿面在整个啮合过程中满足预先设计的传动误差和齿面接触路径的要求,从而达到对齿面啮合质量的全程控制,它为弧齿锥齿轮副设计提供新的方法和途径,这对于高速和重载齿轮以及有特殊要求的齿轮的设计具有十分重要的意义。     

弧齿锥齿轮的齿面主动设计及试验验证

齿面印痕和传动误差对齿轮传动的性能起着决定作用,根据齿面印痕的位置、方向及传动误差幅值的要求,在齿面上设计三个啮合点,通过对这三个啮合点的控制,达到对齿面啮合质量的全程控制。在此基础上,为了满足不同的加工要求,又提出按照给定的垂直轮位的值对齿面进行再设计,保证传动误差的幅值不变且接触迹线仅有较小的改变,为弧齿锥齿轮副设计提供了新的方法和途径。最后在磨齿机上加工了一对齿轮,通过印痕检测验证了本文设计方法的正确性。     

航空弧齿锥齿轮低敏感度齿面优化设计

为了降低弧齿锥齿轮的齿面接触印痕关于安装距偏差（又称安装误差）的敏感度，需要开展某航空弧齿锥齿轮的低敏感度齿面优化设计。在轮齿承载接触分析（Loaded tooth contact analysis,LTCA）技术中，引入齿轮副的安装误差，形成了计及安装误差的轮齿接触分析（Error loaded tooth contact analysis,ELTCA）方法，基于ELTCA建立了齿面接触印痕与安装误差间的内在关系；借助接触印痕的量化描述，获得了齿面接触印痕关于安装误差的敏感度矩阵；基于局部综合法建立敏感度关于齿面接触参数的优化设计目标函数，形成弧齿锥齿轮的低敏感度齿面优化设计模型；采用神经网络与遗传算法进行求解，获得了低敏感度齿面的切齿参数；算例结果表明，优化后的齿面接触印痕关于安装误差的敏感度较优化前降低了78.87%。     

基于MATLAB弧齿锥齿轮接触分析

利用局部综合法,通过Matlab编程实现了一对弧齿锥齿轮的齿面接触分析(TCA),分别确定出轮齿中点、大端和小端齿面上的接触迹线的形状和传动误差曲线图,并对所得到的曲线图进行了分析和解释,不仅改进了直接利用TCA方法编程求解轮齿接触时,编程复杂、耗时多等不足,而且为弧齿锥齿轮切削参数的合理设计奠定了良好的基础。     

弧齿锥齿轮几何传动误差的设计与分析

提出基于传动误差设计的概念和方法。通过TCA和LTCA对传动误差曲线的设计进行啮合仿真分析的结果表明 ,根据工作载荷合理地确定传动误差转换点处的幅值与总的幅值 ,可降低弧齿锥齿轮对误差的敏感性 ,可使工作载荷下传动误差波动幅值最小 ,同时可有效地避免或减轻边缘接触。     

基于遗传算法的弧齿锥齿轮传动的优化设计

遗传算法是一种借鉴与模拟生物进化过程自然选择与遗传机制求解极值问题的一类并行、随机的、自组织、自适应的智能搜索算法。其隐含并行性和对全局信息有效利用，使得该算法适合处理复杂和非线性优化问题。文章在介绍标准遗传算法的基础上，提出了基于遗传算法的弧齿锥齿轮优化设计方法。经实例计算，结果证明了遗传算法在弧齿锥齿轮传动优化设计中的有效性和正确性。     

弧齿锥齿轮硬齿面加工工艺

介绍了弧齿锥齿轮硬齿面加工工艺,在硬齿面精整加工中采用刮削加工代替磨齿工序,成本低、效率高。     

基于实际工况的航空弧齿锥齿轮齿面主动设计技术

在实际工况下,直升机减速器中的箱体、轴承、轴系和齿轮的变形以及安装误差、制造误差和随机误差的存在,加之温度、振动等因素的影响,形成主减速器中弧齿锥齿轮错位,破坏了理想的啮合条件,齿面印痕必将偏离理想状态,同时传动误差曲线也要发生变化,引起齿轮副运转不平稳、振动、冲击等不利因素。因此,根据齿面印痕的偏移,识别相应的当量错位,将其反馈到齿面设计中,对于提高齿轮副实际工况下的啮合质量具有重要的工程意义。     

曲面综合法弧齿锥齿轮加工参数计算

针对现有弧齿锥齿轮加工参数计算方法,接触点综合纷繁复杂的问题,提出ease-off曲面综合法。从微分几何学出发,给出二阶密切曲面的定义及其构造方法;在二阶精度范围内,密切曲面与原有曲面具有相同的微分几何属性,从而可以替代原有的曲面分析。通过弧齿锥齿轮加工的产成模型,构造大小轮共轭齿面的ease-off差齿面,利用ease-off差齿面的密切曲面完整地拓扑齿面接触区;利用齿面接触区的可控参数综合确定小轮齿面的接触参数,进而通过数值优化方法求解小轮的加工参数。籍助ease-off密切曲面进行了啮合仿真,完整呈现了齿面接触区大小形状、接触路径方向、抛物线失切量等轮齿啮合信息。所提出的方法适宜于数值方法,基于齿面接触区的完整性,实现了齿面啮合性能较好控制。     

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。     

弧齿锥齿轮的高重合度设计

针对航空和汽车弧齿锥齿轮对强度、动态性能和可靠性的特殊要求，提出了高重合度弧齿锥齿轮的设计方法。这种设计是通过增加工作齿高和调整齿面啮合路径方向以及优化加工参数实现的。结合弧齿锥齿轮的实际工况，提出了在不同载荷和安装误差下，实际重合度的综合分析方法，达到了既提高重合度又控制齿面啮合质量的目的。     

螺旋锥齿轮点接触齿面生成法

提出一种能直接生成点接触,满足啮合配对要求的齿面方法,该方法利用齿面接触分析设计齿面,为齿轮ＮＣ加工运动计算提供新的途径。     

CNC机床运动误差对弧齿锥齿轮齿面接触质量的影响研究

为研究CNC机床各轴运动误差对螺旋锥齿轮齿面接触分析的影响,以多体系统误差建模理论和齿轮啮合原理为基础,引入机床各轴运动误差到螺旋锥齿轮齿面接触分析中,得到机床各轴运动误差对螺旋锥齿轮的齿面加工质量影响的定量分析方法。以SGM法加工的弧齿锥齿轮为例,给出ETCA(error tooth contact analysis)的计算过程,对ETCA和齿面接触分析的结果进行了对比分析,从数量上阐述了误差对齿面接触质量的影响。分析结果表明,机床各轴运动误差对螺旋锥齿轮的齿面接触质量有一定的影响,机床运动轴的运动误差中y轴、x轴的误差对齿面接触质量的影响最大。研究工作为机床各轴运动误差补偿及高精度齿轮制造提供了理论依据。     

螺旋锥齿轮动力学研究方法及进展

论述了螺旋锥齿轮动力学研究的三种主要方法，即加载接触分析（LTCA）、解多维非线性方程组的方法，以及加载接触分析与周向振动模型结合的仿真分析方法。介绍了这些方法的优缺点，并提出了研究螺旋锥齿轮动力学的若干关键技术。阐述了实际设计制造工程中螺旋锥齿轮动力学研究的任务。     

航空弧齿锥齿轮实际工况下的当量错位反求及齿面再设计

提出了一种反求技术,通过实测齿面印痕提取其数字特征,反求弧齿锥齿轮在实际工况下的当量错位,并通过载荷变化与印痕移动的近似线性,解决其多解性问题。提取了两组载荷下齿轮实际齿面印痕特征并反求了当量错位量。通过与理论值的对比与分析,验证了所求当量错位量的准确性。通过对齿面的再设计,得到了在实际工况下具有良好的啮合性能的弧齿锥齿轮传动。     

基于局部综合的弧齿锥齿轮磨齿加工参数设计

采用局部综合法进行弧齿锥齿轮磨齿加工参数（包括刀具参数和机床调整参数）设计。该方法能够准确控制齿面参考点的一阶、二阶接触参数,即能够准确控制齿面上参考点的位置、参考点处接触轨迹方向、接触椭圆大小和传动比变化率,较之传统使用的调整卡方法具有较大的优越性。     

高齿弧齿锥齿轮的设计与性能试验

为降低弧齿锥齿轮的噪声,增加其重合度,采用高齿制,借助优化设计方法,在不根切、齿顶不变尖以及刀具符合规格的前提下,使弧齿锥齿轮的重合度达 ２２～２６。当中点螺旋角大于 ２５°时,在中等载荷下,可保持实际的双齿对传动。台架和装车试验表明,这种弧齿锥齿轮不仅噪声低,而且强度高,可在国内现有机床上使用标准系列刀具加工     

弧齿锥齿轮实体造型数学模型及其实现

确定了求取弧齿锥齿轮的齿面边界、齿面信息点，以及根锥和面锥上的点的合理算法，并根据齿面四条边界信息点构造三维齿面模型。针对弧齿锥齿轮三维模型的特点，利用该算法，在VC＋＋和OpenGL图形开发环境下，提出了运用NURBS进行曲面逼近从而实现轮齿实体模拟的方法，并通过实例对CA—10B汽车后桥弧齿锥齿轮副进行了实体模拟。     

航空弧齿锥齿轮接触印痕高度的一种控制方法

为了降低弧齿锥齿轮副的振动与噪声,提升接触齿面的承载能力,从可制造角度出发,提出基于传动误差曲线优化的弧齿锥齿轮接触印痕高度的设计方法。依据给定齿面参考点处的啮合性能,采用局部综合法设计小轮加工参数。进行轮齿接触分析,以轮齿接触分析得到的传动误差曲线与预置的对称型传动误差曲线之差作为优化目标函数,建立了弧齿锥齿轮接触印痕高度的一种控制方法,对传动误差曲线进行优化。量化地分析优化后传动误差曲线的交点与齿面接触印痕高度间的关系。以某型航空弧齿锥齿轮副为对象,采用上述方法获得了齿面接触印痕的高度值。研究发现,传动误差曲线的弯曲程度与齿面接触印痕高度之间呈现负相关。当传动误差曲线的二阶导数在0.01~0.10范围变动时,小轮和大轮齿面接触印痕高度对应的变化范围分别是2.035~1.812 mm和1.969~1.724 mm,相对变动量分别达10.96%和12.44%。所提出的方法有助于设计可制造的齿面接触印痕高度。     

航空弧齿锥齿轮硬齿面刮削工艺研究

从解决当前生产问题出发,通过大量的生产试验,实现了在国产弧齿铣齿机上对航空弧齿锥齿轮硬齿面的刮削加工,并经全寿命台架考核,工作正常。为中等模数（ｍ ｎ ＜ ７ｍ ｍ ）弧齿锥齿轮硬齿面刮削及运用提供了资料、开辟了新的途径。