螺旋锥齿轮离散齿面数字仿真加工方法研究

基于螺旋锥齿轮HFT加工方法,建立了螺旋锥齿轮的仿真加工模型,通过编制仿真加工程序,获取了螺旋锥齿轮齿面离散点,在此基础上实现了螺旋锥齿轮齿面的NURBS表示,并通过实例验证了该方法的可行性.     

螺旋锥齿轮端铣加工刀位计算方法

针对螺旋锥齿轮在数控加工中心上加工效率低的问题,提出利用盘状铣刀对螺旋锥齿轮进行端铣的加工方法.由螺旋锥齿轮齿面及刀具的几何特征,调整铣刀与被加工齿面的相对位置,使齿面与刀具包络面的法截面相对法曲率最小,增大切削带宽,同时控制刀轴矢量调整切削深度避免加工干涉.最后将规划的加工刀位转化到数控机床轴上,利用VERICUT进行加工仿真验证该方法的可行性与正确性.     

螺旋锥齿轮齿顶线数学建模方法

在螺旋锥齿轮齿顶倒棱加工中,刀具按照一定的轨迹运动,首先要明确齿顶线的数学模型。从螺旋锥齿轮齿面的加工原理出发,得到了螺旋锥齿轮齿面的数学模型,然后与齿轮外圆锥面方程按照曲面求交的方法得到了齿顶线的数学模型,为螺旋锥齿轮齿顶倒棱加工提供理论支撑。     

基于平底铣刀的螺旋锥齿轮齿面加工轨迹规划

针对当前螺旋锥齿轮采用专用机床及刀盘加工时，设备价格高昂且通用性不强的问题，提出采用平底铣刀在通用五轴机床上进行螺旋锥齿轮加工。通过齿轮啮合原理和包络加工原理构建螺旋锥齿轮参数化模型，规划出采用平底铣刀端铣的粗加工轨迹，以及采用平底铣刀侧铣凹凸两侧面的半精加工及精加工轨迹，并对获得的刀具轨迹进行齿面加工仿真。结果表明加工表面相对均匀，能够实现在五轴机床上加工螺旋锥齿轮，提高了大规格或单件小批量齿轮加工的通用性和经济性。     

高接触比螺旋锥齿面修形方法及动态特性研究

为抑制高接触比螺旋锥齿轮传动的振动,提出一种新的高阶齿面修形方法。根据高接触比螺旋锥齿轮的啮合特点,提出一种新的修形曲线,采用辅助齿面修形方法生成高阶修形螺旋锥齿轮。在考虑齿变形的情况下,计算了高阶修正弧齿锥齿轮传动的载荷传递误差和啮合冲击,在此基础上建立了降低高接触比螺旋锥齿轮传动的载荷传递误差和啮合冲击的优化模型。仿真结果表明：与二阶修形弧齿锥齿轮相比,高阶齿面修形方法不仅可以有效降低高接触比螺旋锥齿的载荷传递误差、啮合冲击和动态负载系数,而且可以提高其在全速范围内的动态性能。     

关于齿轮侧隙组成的分析及计算

齿轮副在实际传动中,必须保证始终呈单啮合工作状态。工作齿面必须保持接触,才能实现传递运动和动力;而非工作齿而之间又必须留有一定的间隙,以便存留油膜以资润滑,补偿齿轮发热膨胀和齿轮制造安装误差而引起齿面间过盈,以免运转受阻甚至卡死,但又不能让侧隙过大,若过大则使被动齿轮在传动中容易产生晃动,致使传动精度降低,噪声增大。本文对齿轮侧隙组成进行分析及计算。     

成形法螺旋锥齿轮硬齿面高速铣削的可行性研究

由于成形法螺旋锥齿轮的大轮具有直齿廓且齿数多,磨齿加工的效率低,因此,考虑对其采用高速切削加工的方法.经论证表明,选择合适的夹具、机床与刀具可以实现成形法螺旋锥齿轮硬齿面的高速铣削,实现＂以铣代磨＂,可提高加工效率.     

等高齿对数螺旋锥齿轮加工仿真

对数螺旋线作为齿向线的螺旋锥齿轮称之为对数螺旋锥齿轮,对数螺旋锥齿轮按照齿高分有渐缩齿与等高齿两类,它具有沿齿向线方向螺旋角处处相等这一显著优点。由于等高齿螺旋锥齿轮具有传动平稳性高、运转噪音低等优点,等高齿螺旋锥齿轮在我国应用越来越广泛,尤其在重型卡车中。但与一般的螺旋锥齿轮相比,其空间啮合理论较为复杂。通过研究基于UG的CAM功能,创建刀具、几何体以及程序,计算等高齿对数螺旋锥齿轮的刀具轨迹仿真,为实现齿轮的数控加工奠定基础。     

螺旋运动系数对弧齿锥齿轮齿形的影响规律

为探究螺旋运动系数对弧齿锥齿轮齿形的影响规律，充分发挥数控机床的万能运动特性，使齿轮设计人员及机床调整人员更好地运用高阶运动实现齿面的修形以及齿面接触区的调整，基于弧齿锥齿轮加工原理，通过引入一至六阶螺旋运动系数，建立了齿面数学模型。基于齿面数学模型，采用矢量运算与二元迭代的方法，计算了实际齿面相对于理论齿面在其各离散点法线方向上的齿面误差。分析了各阶螺旋运动系数的改变对弧齿锥齿轮齿面形状的影响规律，以图像的方式表示了实际齿面相对于理论齿面的偏离方向以及误差值的大小。采用最小二乘法，计算了弧齿锥齿轮轮齿齿面在各阶螺旋运动系数改变下的敏感系数，分析了各阶螺旋运动系数对齿面形状的影响类型和程度。通过实际的磨齿加工和测量验证，结果表明各阶螺旋运动系数对齿面形状的实际影响与理论分析结果一致。     

螺旋锥齿轮数控铣齿加工过程几何仿真研究

利用面相对象技术和CAD系统的三维建模功能及其ObjectARX技术，根据螺旋锥齿轮的加工原理，提出了CNC铣齿机、齿坯和刀具三维模型的构建方法以及基于全局光照明的加工环境光照计算的具体方法。利用齿坯实体模型和刀具实体模型做布尔减运算，来实现模拟工件材料的去除过程；同时，采用全局光照明模型建立了具有真实感的数控加工虚拟现实环境。实际应用表明，该系统不但实现了螺旋锥齿轮的计算机辅助铣齿，提高了加工效率，降低了加工成本；而且还提供了非常真实的仿真效果。所获仿真结果可为齿面接触分析、有限元应力分析、齿轮的数控加工等提供精确的三维几何模型。     

准双曲面齿轮HFT磨齿齿面接触区预测方法研究

为了便于预测汽车驱动桥准双曲面齿轮齿面接触形态,提出了一种齿面失配分析方法。通过构建准双曲面齿轮HFT磨齿数学模型和共轭啮合数学模型,推导出了与大轮齿面完全共轭的小轮基准齿面方程。采用数值方法计算出了小轮实测齿面与小轮基准齿面之间的偏差,通过图形化表达构建出了齿面失配拓扑图。以一对HFT磨齿的准双曲面齿轮为例,进行了齿面接触区仿真预测,滚检试验结果与仿真预测结果相一致,表明所提出的齿面失配分析方法可以对齿面的接触情况作出预测。该方法为齿面接触区的修正提供了理论指导。     

大速比准双曲面齿轮的设计与分析

利用准双曲面齿轮虚节锥设计方法,设计出两种可采用HFT切齿法加工的大速比准双曲面齿轮副(齿数比分别为3/37和4/37);并借助于局部综合法,研究了以上两种大速比准双曲面齿轮副的齿面接触印痕、传动误差等啮合性态.     

振动压路机驱动桥齿轮的失效分析

结合现场实例，进行了振动压路机驱动桥弧齿准双曲面齿轮早期失效分析和热处理技术评价。分析表明轮齿的共渗层和心部组织不良以及渗层硬度分布不合理是齿轮副早期失效的主要原因，并提出了保证齿轮质量的热处理工艺措施。     

异周速双滚筒切头飞剪结构特点及分析

介绍了从日本引进的异周速双滚筒切头飞剪的技术参数、工作原理、主要结构特点,对剪切过程及剪切质量进行了描述;应用力学原理,分析了剪切过程中滚筒组的扭转变形规律,相应的刀刃侧隙沿滚筒轴线变化特点,M-T齿轮对的功用,分配齿轮和M-T齿轮所具有的正变位、短齿、齿向修形结构特点。讨论了刀刃侧隙的确定方法。分析表明,M-T齿轮对的应用更加可靠地保证了无侧隙啮合传动,大幅度地提高了剪切刚度;可采用较小齿侧间隙又不过高地提高齿轮加工精度和装配精度,并有效地改善了载荷分布。     

准双曲面齿轮制造技术

从准双曲面齿轮的基础理论出发,阐述了其特殊性、优越性和复杂性.介绍了准双曲面齿轮齿形的切削加工和少无切削加工.其中对正处于研制阶段的少无切削加工——精锻技术做了较为详细的阐述,包括其国内外状况、几个重点研究的方面及发展趋势.在总结两种方法的基础上对未来准双曲面齿轮加工制造的前景进行了展望.     

准双曲面齿轮设计与制造

从准双曲面齿轮制造的基础理论出发,在成功地仿制格利森准双曲面齿轮的基础上,就其加工工艺、切齿方法的选择、机床的调整计算等方面总结了单件加工准双曲面齿轮的加工经验,对准双曲面齿轮的推广应用有一定的借鉴作用。     

考虑热变形时的齿轮齿厚偏差设计

啮合齿轮在稳定工作后,由于摩擦等原因,引起齿轮轮体、润滑油、箱体的温度变化。本文运用热弹性力学原理,分析了温度变化对啮合齿轮侧隙的影响以及对齿厚偏差选择的影响。为合理选择齿厚偏差、保证齿轮传动的灵活性和平稳性提供了理论根据。     

Exploratory investigation of chip formation and surface integrity in ultra-high-speed gear hobbing

Gear hobbing is widely employed to manufacture automotive gears, where the productivity depends on the cutting speed. Currently, gear hobbing is performed at ～300 m/min using high-speed steel hob cutters. In this study, ultra-high-speed gear hobbing was attempted using a large-diameter cemented carbide hob cutter on a gear grinder. This enabled a cutting speed up to 2450 m/min. Many interesting phenomena were acquired in this speed range. Chips were severely oxidized, whereas the gear surface was not affected. Compressive residual stress was generated at the gear surfaces with low surface roughness and high hardness, while the wear of hob cutter was insignificant.     

A novel hob cutter design for the manufacture of spur-typed cutters

Spur-typed cutters with multiple cutting angles are important tools frequently used in the manufacture of many machine elements. Due to their complex geometry, the production of these cutters involves milling and several grinding processes. Such a complex manufacturing process, coupled with the need for expensive manufacturing tools, makes the cutters costly.Undercutting is a phenomenon that causes weakness at the root of a gear. Engineers use shifted gears, modified tooth profiles, or changes in the pressure angle to overcome undercutting in gears. However, in this paper, by utilizing the undercutting phenomenon, a novel design of straight-sided hob cutter with multiple pressure angles is proposed for the manufacture of spur-typed cutters. With the simultaneous application of multiple pressure angles, this tool design concept significantly simplifies the manufacturing process. The effects of cutting angles, the degree of undercutting, and the width of the top land of the cutter are studied. The concepts and results proposed in this paper are beneficial as design guidance for tool designers and manufacturers.     

直齿面齿轮增量制造技术研究

直齿面齿轮是一种平面齿圈齿轮,通常与直齿圆柱齿轮相啮合。由于其独特的啮合方式,所以直齿面齿轮不仅被用于传递相交轴线的运动和动力,而且相比于传统齿轮(如圆柱齿轮、圆锥齿轮)还具有重合度高、传动平稳、噪声低、扭矩分流效果好等传动优势,这些优势使得直齿面齿轮被广泛应用在低速和高速、轻载和重载的众多传动领域中。研究采用快速成型技术制造直齿面齿轮,并讨论模型的收缩率等问题。