基于产形齿条端面齿廓的相交轴渐开线变厚斜齿轮建模

根据渐开线齿廓变厚斜齿轮的齿形特征,以斜齿产形齿条为假想加工刀具,建立其端面齿廓参数方程;基于空间啮合原理,推导产形齿条与渐开线齿廓变厚斜齿轮的啮合方程及齿面方程;利用Imageware和UG三维建模软件建立渐开线变厚斜齿轮的实体模型。从产形齿条端面齿廓方程入手推导啮合关系使变厚齿轮的建模思路更为清晰直观,为该类齿形较为特殊的齿轮模型建立提供了新的思路。     

齿轮轮齿齿廓渐开线的实用直角坐标方程研究

在对新开线齿廓进行坐标计算时，按机械学中给定的极坐标方程进行计算十分繁杂，而数学上圆的渐开线直坐标方程在计算机齿轮齿廓坐标时又不适用。本文通过坐标转换及理论推导，建立起齿廓渐开线的实用直角坐标方程。     

渐开线非圆齿轮的齿廓曲线数学模型

对于给定的非圆齿轮节曲线,借助于共轭齿条建立齿廓曲线的数学模型。根据渐开线齿轮齿廓成形原理,当共轭齿条分度线在非圆齿轮节曲线上作纯滚动,齿条的齿廓便在齿轮上包络出齿轮的齿廓。因此,首先建立了共轭齿条的数学模型和节曲线纯滚动模型,而后用啮合方程将这两个模型结合起来,经坐标变换后便在齿轮坐标系中获得了非圆齿轮齿廓曲线的数学模型。进一步用计算机图形仿真的方法获得椭圆齿轮的渐开线齿廓曲线图形,验证了该模型的正确性和有效性。该模型为非圆齿轮的加工刀具设计、数控加工程序设计以及轮齿强度分析等提供了基础。     

一种变比齿条齿廓设计优化方法

提出一种变比齿条数字设计方法。该方法克服了布尔减运算法不能精确建模的弊端;将变比齿轮齿条副中的渐开线齿轮离散成端截面方向上无限薄的齿轮元的集合,建立了变比齿条齿廓点高度值计算的数学模型;通过布尔减运算建模法确定变比齿条齿廓包络区间及变比齿条各个齿廓点对应的渐开线齿轮转角范围和变比齿条位移范围;采用数值计算方法求解变比齿条齿廓点高度值计算的数学模型,得到变比齿条齿廓点云模型。试制了样件,测试了变比齿轮齿条副的实际传动比,通过理论传动比曲线与实际传动比曲线的对比验证了该方法的有效性。     

基于正弦齿条的齿轮及其齿廓曲线

提出了一种以正弦曲线为生成齿条的齿廓曲线的新型齿轮。与渐开线的生成齿条不同，正弦齿条的设计齿形角与齿轮高度、齿轮厚度之间具有一定的关系。设计压力角增大，则齿轮高度减小、厚度增大。因此，当压力角大时有利于增强齿轮强度。通过齿廓图形仿真发现，正弦齿条生成的齿轮发生根切的倾向明显小于渐开线齿轮，所生成齿轮的齿廓与双圆弧齿轮相似，因而接触强度和弯曲强度要高于渐开线齿轮。     

一种非圆齿轮齿条机构的设计方法与分析

从传动比函数的角度出发,进行非圆齿轮齿条的设计,利用产形齿条是标准直齿条完成非圆渐开线直齿轮的齿廓设计,根据坐标变换完成齿条的齿廓设计。给定传动比函数,推导出相应的非圆柱直齿轮和齿条的节曲线方程;在MATLAB编程环境下进行齿廓的编制,进一步导入Pro/E中完成非圆齿轮齿条的三维模型建立,最后利用动力学仿真软件ADAMS完成非圆齿轮齿条的速度响应分析。所得到的齿条速度响应曲线基本与给定传动比函数的谐波曲线保持一致。     

基于Pro/Engineer的渐开线完整齿廓直齿圆柱齿轮建模

为了使齿轮建模时过渡曲线部分更符合工程实际,在对双圆弧齿条型刀具轮廓曲线方程和齿轮的廓线方程研究的基础上,利用Pro/Engineer软件建立了可变位的渐开线完整齿廓直齿圆柱齿轮的三维参数化模型,并对齿廊曲线连续性进行了分析。该齿轮模型有利于对过渡曲线部分要求较高的齿轮的设计及制造。     

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。     

基于Matlab及UG的偏心共轭非圆齿轮的设计

依据齿条刀具范成法加工非圆齿轮的原理,建立齿条刀具和非圆齿轮节曲线数学模型,模拟齿条刀具加工中齿廓形成过程,在Matlab中计算出包括齿根、齿根过渡曲线、齿顶及渐开线在内的非圆齿轮的全部齿廓点数据.将齿廓数据导入UG,生成齿廓样条曲线,完成非圆齿轮的三维建模.设计结果表明,利用Matlab和UG建立的非圆齿轮的三维模型...     

SolidWorks实现渐开线齿轮三维建模

推导出直角坐标系下渐开线齿轮齿廓线方程,利用SolidWorks API编写了生成渐开线圆柱齿轮三维实体模型的程序,设计了输入齿轮基本参数的表单界面,使得渐开线三维模型的建立变得非常简单.同时对进行Solid Works二次开发一般过程进行了介绍.     

基于BP神经网络的矩形花键插齿刀齿形设计

针对矩形花键插齿刀的齿形设计,提出了利用BP神经网络的非线性映射特性逼近插齿刀切削刃形的设计方法,建立了插齿刀理论齿形坐标点与逼近曲线之间的BP网络模型。仿真结果表明,该方法可达到精确设计矩形花键插齿刀齿形的目的。     

基于空间坐标系的齿轮建模方法与应用研究

给出利用空间坐标系创建齿轮模型的一种方法,即用坐标系方程计算出齿轮轮廓曲面和齿根过渡曲面的三维坐标值,然后利用Pro/E的曲面命令把这些坐标值上的点啮合成轮廓曲面模型,利用曲面模型对齿坯模型进行实体化操作,即可实现齿轮的快速精确建模。通过实验表明,在Pro/E设计环境下,基于空间坐标系的齿轮三维建模方法,建模精度高,速度快,是一种高效的齿轮建模方法。     

销齿传动齿廓曲线解析计算法

采用解析法求解销齿传动的齿面方程,推导出直接计算销齿轮齿形的坐标方程。本文采用的解析法对于等距包络曲线的研究是一种有用的工具,且计算简便。并且提出了销齿传动齿廓优化设计的设想。     

基于正交距离回归齿面的齿轮误差评定

为了通过测量齿面拓扑轮廓来获取特征线误差,提出了一种基于正交距离回归齿面的误差计算方法。对该方法涉及的实际齿面与理论齿面匹配算法、拓扑轮廓误差的计算与分解及齿面特征线误差的评定算法进行了研究。首先,通过坐标测量方法获取的齿面拓扑数据,建立包含回归齿面参数的非线性方程。然后,求解非线性方程得到回归齿面参数的最优近似解,从而得到与实际齿面匹配的理论齿面,拓扑测量点相对理论齿面的正交距离即为齿面拓扑误差。最后,基于齿轮误差多自由度理论,对实际齿面进行局部自由度及全局自由度回归,进一步分解出齿面的齿廓误差和螺旋线误差。以一标准圆柱直齿轮的齿面拓扑测量点数据为例进行了误差计算,结果显示:计算的结果与直接进行特征线测量的结果差值小于0.5μm,表明提出的基于正交距离回归齿面进行齿轮误差评定的方法是有效的,可以应用于坐标类仪器检测齿轮误差。     

基于SolidWorks的齿轮泵用渐开线变位齿轮实体建模

在SolidWorks中,以Visual Basic为开发工具,通过对渐开线变位齿轮加工原理的分析,得出组成齿廓的各部分曲线,并确定其曲线方程.根据外啮合齿轮泵的应用特点合理选择和计算出变位齿轮的各设计参数,利用SolidWorks API相关函数绘制出完整齿廓并完成实体建模.     

螺旋锥齿轮大轮齿形误差的在机测量

为了在国产数控螺旋锥齿轮磨齿机上实现大轮齿形误差的在机测量,对大轮齿形误差的在机测量方法进行了研究。基于齿轮坐标系与机床坐标系之间的关系,建立了将齿面离散点坐标及法矢从齿轮坐标系转换到机床坐标系的方法。根据大轮的齿面几何特征,建立了大轮齿形误差的在机测量方法以及测量流程。根据在机测量得到的测球球心空间坐标,运用曲面拟合技术和最优化算法,计算了实际齿面相对于理论齿面沿各离散点法矢方向的齿形误差值。通过对比在机测量和齿轮测量中心的齿形误差测量结果,验证了螺旋锥齿轮大轮齿形误差在机测量方法的正确性。     

圆柱齿轮滚切倒棱刀具设计

针对实际生产中圆柱齿轮的高速齿廓倒棱需求,提出了连续切削的滚切倒棱新方法,完成了滚切倒棱刀具廓形设计。首先参考圆柱齿轮滚齿加工运动,建立刀具与齿轮的初始位置关系及刀具安装位姿坐标系,并通过倒棱参数与所建的安装位姿坐标系计算刀具安装位姿参数;其次根据倒棱运动及刀具安装位姿,建立空间运动坐标系并推导坐标系间的变换关系,通过连续求解刀具前刀面与齿轮倒棱目标廓形的接触点,提出刀具廓形计算方法;最后选取某型号的圆柱斜齿轮为倒棱对象,利用切削仿真软件完成齿轮及滚切倒棱刀具的三维建模,通过编写仿真运动程序实现倒棱切削仿真,在此基础上利用倒棱机床进行加工实验。仿真及实验结果表明,所设计的倒棱刀具能够满足圆柱齿轮的高效齿廓倒棱需求,也验证了刀具廓形计算方法的正确性。     

任意转角位置的双圆弧齿轮的齿廓数学模型

在基于加工原理及渐开线展开原理的基础上建立的任意转角位置的双圆弧齿轮齿廓数学模型，其表述简单，应用时无须作坐标变换，能准确、真实地描述双圆弧齿轮轮齿在任意转角位置时齿廓上的任一点，实现子登粤弧齿轮齿廓的简单、准确、快捷计算，为双圆弧齿轮数字化设计、制造、啮合分析、运动学和动力学分析提供了简单、快捷的新理论依据。