弧齿锥齿轮成形三维虚拟仿真研究

通过分析弧齿锥齿轮加工原理及加工机床的结构和运动关系,并基于空间啮合理论,建立了刀刃锥面方程和啮合方程,应用图形变换原理,推导了弧齿锥齿轮NC机床运动参数的计算方法。基于VERICUT软件平台,建立了弧齿锥齿轮NC机床模型及弧齿锥齿轮三维虚拟仿真加工模型,对一对具体的弧齿锥齿轮进行了几何参数、刀具参数和NC机床运动参数的计算,并在VERICUT环境下进行了虚拟仿真加工,验证了弧齿锥齿轮NC机床模型及三维虚拟仿真加工模型的正确性。     

弧齿锥齿轮螺旋变性展成法切齿原理与仿真分析

传统加工方法加工弧齿锥齿轮副会使其接触区呈现对角线接触的不良现象,针对该现象,提出一种新型螺旋锥齿轮加工方法——螺旋变性展成法。为揭示螺旋变性展成法的切齿原理,根据机床、刀具和工件间的运动位置关系,以微分几何和齿轮啮合原理为基础,运用矢量分析法,以齿面中点为计算点建立切齿数学模型,分析推导机床调整参数计算公式;以一对弧齿锥齿轮为例进行了几何参数、刀具参数及机床调整参数的计算,建立弧齿锥齿轮三维虚拟仿真加工模型并进行齿面接触分析;最后,基于以上参数在数控铣齿机上进行切齿试验,齿面接触分析与滚检试验结果说明了螺旋变性展成法消除对角线接触的有效性。     

基于虚拟制造的弧齿锥齿轮仿真加工技术研究

通过分析弧齿锥齿轮加工原理及弧齿锥齿轮铣齿机的结构和运动关系,建立了弧齿锥齿轮铣齿机虚拟机床模型及虚拟机床加工坐标系,推导了弧齿锥齿轮铣齿机虚拟机床运动参数的计算方法,构建了弧齿锥齿轮仿真加工模型.计算了一对弧齿锥齿轮进行的几何参数、刀具参数和虚拟机床运动参数,并通过弧齿锥齿轮铣齿机虚拟机床对其进行了仿真加工,验证了弧齿锥齿轮铣齿机虚拟机床模型及仿真加工模型的正确性.     

基于Pro/E的双圆弧弧齿锥齿轮仿真加工与建模方法研究

基于双圆弧弧齿锥齿轮啮合原理和Gleason数控铣齿机的运动机理,采用Pro/E建立了双圆弧弧齿锥齿轮仿真加工模型,进而加工出双圆弧弧齿锥齿轮三维模型,为进一步研究此项课题提供了一种精确建模的方法。     

准双曲面螺旋锥齿轮三维建模

根据准双曲面齿轮副实际加工方法,以齿轮啮合原理和微分几何为基础,通过加工机床各部件间运动关系建立各部件间的运动坐标系,由其次坐标变换仿真刀具运动轨迹分别推导两齿轮齿面方程,得到准双曲面螺旋锥齿轮副的数学模型解析式。由实际加工需求确定机床与刀具的各项参数,利用数值计算功能软件分别求解大小齿轮齿面方程并采集齿面网格离散坐标点并将其数据文件导入三维建模软件,根据曲面造型功能得到准双曲面齿轮副两齿轮的三维模型。     

基于DEFORM仿真的剐齿切削力与工艺参数关系研究

针对剐齿加工过程中切削力变化复杂和对加工精度影响大的问题,根据空间交错轴啮合原理建立剐齿加工运动模型。通过DEFORM软件建立剐齿加工仿真模型,基于剐齿加工仿真模型,通过单因素法与正交试验法研究剐齿切削力与工艺参数的关系。分析结果显示,刀具进给量对剐齿切削力的影响比较大,同时获得了剐齿切削力最小时的工艺参数组合。     

麻花钻螺旋槽磨削加工虚拟仿真

分析加工麻花钻时螺旋槽与砂轮的几何运动关系,运用微分几何和运动学原理建立螺旋槽和砂轮的数学模型.在此基础上,利用VB对AutocAD软件进行二次开发,建立了麻花钻螺旋槽三雏磨削虚拟仿真加工模型,对给定参数的麻花钻进行了几何参数、刀具参数及机床运动参数的计算,并进行了虚拟仿真加工,验证了三雏磨削虚拟仿真加工模型的正确性.     

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。     

螺旋锥齿轮切齿仿真和虚拟齿面误差检验

介绍了利用CATIA软件对螺旋锥齿轮整个齿轮进行完全自动化切齿的仿真方法,即在CATIA中通过编程输入机床的位置和运动参数,控制齿坯和刀具之间的关系,以便进行切齿仿真,实现了高精度齿面的虚拟加工。介绍了在CAT-IA中导入格里森TCA方法,得到理论齿面离散点后直接在软件中将仿真的齿面与理论齿面比较来验证齿面精度的方法,不仅可以仿真出高精度三维理论齿面与过渡曲面,还将为误差齿面的有限元分析以及研究机床的切齿误差形成原理及补偿方法(切齿调整)提供一个虚拟的三维齿面数据研究平台。     

基于ADAMS的弧齿锥齿轮传动系统动力学仿真

基于三维造型设计软件Pro/E,构建了弧齿锥齿轮传动系统三维参数化模型,并将其导入机械系统动力学仿真软件ADAMS中,在ADAMS中建立弧齿锥齿轮传动系统的虚拟样机模型,对此样机模型进行仿真,得到转速、轮齿啮合力等参数特性曲线,对其进行分析,为动态特性优化提供理论指导.     

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。     

基于通用五坐标数控机床螺旋锥齿轮NC加工研究

基于空间面共轭原理,确定齿轮切齿矢量关系,建立了螺旋锥齿轮的齿面矢量方程。利用空间坐标系的变换,确定出刀具相对工件的位置和姿态,实现刀具与工件的相对运动,从而将传统的螺旋锥齿轮机床加工调整参数转换为适合NC机床加工的运动参数,进行了五轴加工的刀具扫描体计算,在计算机上,对螺旋锥齿轮数控加工进行了仿真,给出了相应的计算和实验结果。在通过五坐标数控机床上实现螺旋锥齿轮加工,确定出螺旋锥齿轮NC加工方法。     

微线段齿轮的创成方法探讨及其计算机仿真

研究了微线段齿轮的创成方法,确定了“包络-旋切”两步加工法和加工刀具的选取方法,建立了旋切法数控加工微线段齿轮的运动控制模型,并通过计算机仿真进行了验证。     

汽车主减速器弧齿锥齿轮数控机床加工方法的研究

从弧齿锥齿轮的数控机床加工原理入手,分析了汽车主减速器弧齿锥齿轮数控机床加工过程中的运动关系,提出了在数控机床上粗、精加工汽车主减速器弧齿锥齿轮的算法。加工实验结果表明:汽车主减速器弧齿锥齿轮能够采用数控机床加工,并能保证高的加工质量,对单件或小批量生产特别有效,对维修行业很有价值。     

基于YW3180型滚齿机加工鼓形齿的靠模设计

基于鼓形齿的加工原理,利用已有的YW3180型滚齿机的仿形功能,通过对靠模的凸度半径、靠模高度和靠模宽度进行计算,设计了一种加工鼓形齿的靠模,以满足目前生产急需,并运用所设计的靠模进行了鼓形齿的加工及检测。试验结果表明,采用该靠模加工出的鼓形齿齿轮的公法线长在设计给定的公差范围内,滚切后的鼓形齿齿轮满足设计要求．实现了加工鼓形齿齿轮的功能。     

滚刀几何误差与齿轮几何精度的映射规律研究

高精度齿轮是高端装备满足高速、重载、冲击、低噪声(静音)等极端环境要求的必要支撑,为提高滚齿加工精度,实现部分“以滚带磨”,降低加工成本,针对滚刀几何误差与齿轮几何精度之间的定量映射规律研究不足,分别开展考虑机床运动精度的滚刀齿廓误差、滚刀螺旋线误差、滚刀安装角径向圆跳动误差与齿轮齿廓误差、基节误差之间的定量映射规律研究。通过产形齿条法,由渐开线滚刀齿廓方程包络生成齿轮齿廓方程。依据微分几何、包络原理,建立滚刀齿廓误差与齿轮齿廓误差之间的定量映射关系模型;建立滚刀螺旋线误差、滚刀安装角径向圆跳动误差与齿轮齿廓误差之间的定量映射规律模型。并根据齿轮齿廓误差与齿轮基节误差间的几何关系,计算得到上述因素对基节误差的映射规律。依据高斯分布规律,建立在考虑机床运动误差影响下,上述三种主要的滚刀误差对齿轮齿廓误差、齿轮基节误差的综合影响规律模型。最终通过仿真,并与实际加工经验进行对比,验证上述模型方法的正确性。从而揭示出滚齿加工过程中考虑机床运动误差的滚刀误差与影响齿轮主要几何精度的齿廓误差、基节误差的本质规律。为滚切更高精度的齿轮副打下理论基础。     

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。     

四轴数控螺旋锥齿轮铣齿机变性法铣齿研究

研究了四轴数控螺旋锥齿轮铣齿机的运动规律，建立了铣齿机加工坐标系。基于空间坐标变换，分析了由传统铣齿机调整参数转化为四轴数控铣齿机调整参数的原理并提出了实现方法。参照传统的变性法加工原理，推导出工件与摇台间变性法展成运动的滚比变化关系。这样，在四轴数控铣齿机上可以实现变性法加工准双曲面齿轮。     

基于VERICUT非圆齿轮磨齿虚拟加工研究

在VERICUT软件环境下建立了虚拟数控非圆齿轮磨齿机床。首先基于成形砂轮展成磨削非圆齿轮的基本原理,进行了磨床的运动数据计算,并构造了符合实际加工要求的G代码形式。然后在VERICUT下进行了机床模型的搭建,并根据实际磨床的系统特性,选择了合适的控制器,配置了相关参数,建立了非圆齿轮数控加工的虚拟磨床系统。最后在VERICUT下进行了非圆齿轮的加工仿真,对加工仿真中各种干涉情况进行了检查。通过该方法,可以很好地验证非圆齿轮磨削理论的准确性,同时为后续非圆齿轮的实际加工提供了可靠依据。