基于Pro/E机构模块的齿轮三维实体建模研究

齿廓曲线尤其是齿根过渡曲线的构建是渐开线圆柱齿轮三维实体建模的难点,也是其关键问题。现在所采用的构建方法操作复杂,计算繁琐,且不适合不同刀具加工的齿轮模型的构建。以范成法加工齿轮的原理为理论基础,介绍在Pro/E平台下利用其机构模块的“轨迹曲线”(trace curve)功能精确构建各种刀具加工出来的渐开线圆柱齿轮齿廓曲线的方法,并以磨前滚刀加工直齿圆柱齿轮为例,详细介绍该方法的使用步骤,构建其精确的三维实体模型。该方法无需推导渐开线和过渡曲线的方程就能够方便、快捷地构建出任何刀具加工出来的齿轮模型,为基于啮合原理的复杂曲面零件的有限元建模提供了参考,特别是为复杂曲面零件的CAD/CAE建模与分析奠定了基础。     

基于Pro/E的无渐开线方程齿轮参数化建模

为了避免繁琐的渐开线方程的建立,并且能精确地得到齿轮齿根部分的非渐开线齿廓曲线即齿根过渡曲线而不只是作近似处理,同时能有效地模拟齿轮轮廓的加工过程,使齿轮参数化建模更方便、精度更高,根据范成法加工齿轮原理,通过齿条刀具模拟加工齿轮过程,并对齿条齿轮啮合系统进行参数化定义和设置,结合Pro/E中的运动仿真模块,使其齿条刀具上的各结点在运动仿真中生成运动轨迹,并作轨迹曲线的修改,从而获得精确的齿轮渐开线,进而完成齿轮的参数化三维模型的建立.此方法有效地模拟齿轮轮廓的加工过程,实现了齿轮齿廓精确绘制,脱离了繁琐的渐开线参数方程和程序语言的束缚,在齿轮参数化三维设计中新颖实用,通俗易懂.     

保角映射法求解渐开线直齿轮齿根应力

目前国际上确定渐开线齿轮齿廓保角映射函数的方法均为数值回归法,计算复杂,映射精度的提高受到限制．为此,本文给出了渐开线齿轮齿廓保角映射函数的解析解,计算方便,使映射精度大幅度提高。以上述工作为基础,笔者给出了渐开线直齿轮齿根应力的解析公式,并由算例证实了计算结果和边界元法计算值之间的一致性。     

非圆节曲线的齿轮仿真加工

采用计算机辅助设计的方法,动态模拟非圆节曲线齿轮的加工,为实际生产提供指导.依据刀具齿廓的渐开线方程,建立了齿轮加工刀具的数学模型.推导出加工非圆齿轮时,刀具齿廓上任意点的运动轨迹方程,并以VC为工具开发了加工模拟系统,实现了多参数可变情况下非圆齿轮加工过程的动态仿真.该系统可直接观察到刀具的运动轨迹及齿轮的加工结果,通过节线的比较可以判定齿轮的可加工性.     

渐开线齿轮齿廓总偏差检测方法研究

齿廓总偏差是评价齿轮精度的重要指标之一,齿廓总偏差直接反应齿轮轮廓的加工质量是否达到设计要求。根据GB/T 13924-2008《渐开线圆柱齿轮精度检验细则》和GB/T 10095.1-2008《圆柱齿轮精度制第1部分:轮齿同侧齿面偏差的定义和允许值》以及JJGl008-2006《标准齿轮检定规程》中齿廓偏差的定义和测量方法,推导出齿廓偏差有效长度起始点直径dE和齿廓计值范围终止点直径dα的计算公式,通过实例进一步说明计算方法,同时给出了与配对齿轮啮合和与齿条啮合的测量结果。     

斜齿轮插齿刀齿形误差的测量

斜齿轮插齿刀齿形测量与一般的插齿刀齿形测量不同。在测量斜齿轮插齿刀齿形时,两侧齿形的基圆半径不相等,如图1所示。齿廓1所对应的基圆半径为T_(b1)。齿廓2所对应的基圆半径为T_(b2)。由渐开线性质可知,基圆半径越大,渐开线越平直,基圆半径越小,渐开线越弯曲。图1所示,T_(b2)>T_(b1),所以齿廓2较齿廓1平直。在测量齿廓1和齿廓2的齿形时,必须按T_(b1)和T_(b2)分别调整仪器的基圆半径,否则将给测量带来较大的误差,不能正确评定插齿刀的齿形精度。     

在“万工显”上测量渐开线

当不具备渐开线检查仪时,可在“万工显”上用改制的灵敏杠杆,通过测量齿廓诸点的基圆展开长度ρ_x与理论值之差而测出齿轮渐开线的误差。这种方法符合渐开线形成原理,可测模数不小于1、外径不大于100毫米的圆柱正齿轮和斜齿轮以及齿轮刀具的渐开线,测量数据稳定可靠。今介绍如下。     

万能渐开线测齿仪智能化测量的实现

针对万能渐开线测齿仪存在的测试数据无法用计算机处理的问题,本文以EFRS-630型万能渐开线测齿仪为硬件基础,通过光电编码器和测微传感器提取齿轮渐开线展开长度信号和齿廓误差信号,由C8051F040、CPLD和AD598芯片组成的数据处理电路将提取出的信号进行处理,后送至计算机软件进行误差曲线显示、评定和存储,以及自动生成测量报告,从而实现能渐开线测齿仪智能测量目的.     

超精密齿轮齿廓偏差测量系统测量不确定度评定

叙述了测量不确定度的原理、重要性及其在超精密测量中的应用.分析和计算了超精密齿轮渐开线齿廓偏差测世系统各不确定度来源及其对测量精度的影响.应用光学测虽系统测量了此测量系统各部分运动系统精度,并最终确定此超精密齿轮渐开线齿廓偏差测量系统的测最不确定度.     

基于OpenGL的渐开线弧齿锥齿轮三维参数化建模

 通过对渐开线弧齿锥齿轮研究,以齿廓啮合定律为出发点,提出一种与加工方法无关的弧齿锥齿轮的精确建模方法.以此理论为依据,开发了一种基于OpenGL图形内核,集几何设计﹑动态仿真和力学计算于一体的弧齿锥齿轮专用建模软件,通过便捷的参数输入,自动完成渐开线弧齿锥齿轮的三维实体造型.且在建模过程中直接利用方程建立球面渐开线,从而保证了齿形的准确性,为后续直齿锥齿轮的有限元力学计算提供了精确的模型.     

基于共轭包络原理的齿面生成计算机模拟与仿真

以共轭齿面包络原理为理论基础,布尔运算为方法,商用三维软件为工具,进行了齿轮加工制造的计算机模拟与仿真研究.取磨前滚刀加工圆柱齿轮为对象,给出了刀具与齿轮之间相对运动关系v12的计算机实现过程,和在商用软件平台上实现齿面包络生成原理的方法与步骤.文中提出的方法无需推导齿轮实体的曲面方程就能够准确、真实地模拟制造过程,建立实际的齿轮齿面几何模型,为复杂曲面零件的CAD/CAE建模与分析提供了新途径.     

Pro/Program的变位齿轮参数化设计研究

阐述了三维内、外渐开线直齿圆柱齿轮和斜齿轮模型绘制原理,以及基于Pro/Program参数化的渐开线变位圆柱直齿轮和斜齿轮设计方法,使设计人员能输入少许几何特征参数就能快速精确地设计出变位齿轮三维实体模型,用于齿轮传动的运动学和动力学仿真分析.     

渐开线齿轮的计算机图形学研究与构形设计

根据计算机图形学原理,运用AutoCAD2000制图软件对渐开线齿轮进行精确齿形样条设计。并运用3DstudioMax软件完成具有良好工艺规范的标准渐开线直齿轮的拟实造型,成功实现了 机械手手抓爪开合机构渐开线齿轮的图形学研究和构形设计。     

渐开线锥形齿轮精密测量原理及方法

渐开线锥形齿轮由于同时存在锥度和螺旋角 ,使得其固定弦齿厚无法精确测量 ,也没有公法线。针对锥形齿轮的齿形特点 ,提出了一种利用钢球同时测量齿轮大、小端外点跨距的新方法 ,并推导了理论计算公式 ,从而实现了锥形齿轮在磨削等精加工过程中 ,其齿厚和锥度误差的在线精确测量。该方法经大量实际应用 ,证明了理论分析正确 ,测量方法可行     

基于Pro/E的渐开线齿轮三维模型构建

介绍了Pro/E环境下进行参数化建模的特点,说明了渐开线形成的几何意义,并以此为基础建立了精确的齿轮模型,确定了相关参数,最后通过具体步骤说明了渐开线齿轮三维建模的详细过程.     

采用CATIA的通用零部件智能化设计系统的研究

实现了通用零部件强度校核及其三维建模的智能化设计系统;阐述了在VC环境下,运用CAA RADE开发该系统的基本步骤和一般方法,并以标准渐开线斜齿轮为例,对运用CAA API三维建模的关键技术进行了探讨.