航空弧齿锥齿轮光整加工理论分析及实验研究

滚磨光整加工是一种新型的微加工技术,能够去除材料表面的痕迹,降低齿面粗糙度,降低齿轮的啮合噪声。采用平行主轴式滚磨光整工艺对某航空弧齿锥齿轮进行光整加工实验研究,阐述了该光整工艺的加工机理,研究了光整磨料与齿轮表面间的相对运动情况;根据齿轮外圆处磨料的切削公式,分析了各因素的影响规律。结果表明,该滚磨光整加工工艺可以显著降低弧齿锥齿轮表面粗糙度,锥轴齿面粗糙度Ra值从0.8μm降至0.4μm左右,锥盘粗糙度值Ra从0.8μm降至0.3μm左右,齿面纹理的一致性明显提高。为后续分析弧齿锥齿轮的振动和噪声特性奠定了基础。     

追求理想的齿轮“接触区”

弧齿锥齿轮副的接触区和齿面接触分析运动曲线是弧齿锥齿轮副重要的质量指标,弧齿锥齿轮接触区的位置、形状和大小影响着弧齿锥齿轮的强度和寿命,齿面接触分析运动曲线的形状影响着齿轮副的啮合噪声。作为弧齿锥齿轮的制造者,总是在追求比较理想的接触区位置、形状、大小及啮合噪声。质量控制者和用户也是按接触区和啮合噪声的标准来判别弧齿锥齿轮副合格与否。如何选用铣齿机床和主、从动齿轮的铣齿方法以获得理想的接触区和齿面接触分析运动曲线是值得弧齿锥齿轮制造者关注的问题。     

基于MATLAB的弧齿锥齿轮啮合质量仿真分析

随着弧齿锥齿轮在航空、汽车等领域的广泛应用,如何提高轮齿啮合质量就成为制约弧齿锥齿轮使用性能和可靠性的突出问题.为解决这一问题,研究了根据齿轮加工参数对弧齿锥齿轮啮合情况进行仿真分析的方法,并以MATLAB软件为工具对弧齿锥齿轮进行轮齿接触分析,提出了适合MATLAB运算特点的数学模型及其求解步骤,从而为提高弧齿锥齿轮的设计质量和设计工作效率提供了有效手段.     

基于UG的格里森弧齿锥齿轮建模

目前国内的齿轮加工专用机床无法加工一些尺寸超过其技术规格的齿轮副,而运用大型的数控加工中心加工弧齿锥齿轮副,齿轮副尺寸不再成为其制约因素.利用UG软件提供的UG/OPEN GRIP二次开发功能,编制相应的锥齿轮成形软件,根据设计图纸提供的格里森弧齿锥齿轮副的基本尺寸和参数,首先建立铣刀盘和弧齿锥齿轮大轮胚体的三维模型,然后结合格里森弧齿锥齿轮机床调整参数,在UG环境下模拟格里森机床调整过程,通过布尔运算得到成形法加工的大轮.之后采用变异的铣刀盘成形加工得到的变异大轮展成小轮毛胚实体,最终得到小轮齿面.此方法基于传统的格里森弧齿锥齿轮加工方法,又有不同之处,是格里森弧齿锥齿轮建模和加工的一种实用新方法.     

四圆弧弧齿锥齿轮啮合特性研究

四圆弧弧齿锥齿轮是将四圆弧齿廓应用在锥齿轮上而得到的一种新的锥齿轮。与圆柱齿轮类似,四圆弧齿廓弧齿锥齿轮同时啮合点数较双圆弧弧齿锥齿轮获得增加,能极大地提高齿轮的承载能力。通过对加工四圆弧弧齿锥齿轮的盘状铣刀与齿轮毛坯的切削过程的分析,绘制出了四圆弧弧齿锥齿轮的啮合线图,计算了多点啮合系数以及多对齿啮合系数,为四圆弧弧齿锥齿轮的强度计算以及尺寸设计提供了计算依据。     

从动弧齿锥齿轮的精锻工艺与精锻加工试验

在实际生产中,有很大一部分传动比大并且大轮的节锥角在60°以上的弧齿锥齿轮副,其从动大轮可以考虑采用精锻工艺生产,小轮采用常规铣齿工艺与大轮相配。根据以上加工方法,设计具有良好啮合性能的齿面加工参数,并根据该加工参数创建齿轮副的精确三维模型,本模型可以用于制作弧齿锥齿轮的精锻大轮模具。以一对弧齿锥齿轮为例,完成了大轮的精锻工艺试制,以及小轮的铣齿配对试验。试验结果表明,精锻大轮的齿距误差精度可以控制在7~8级,小轮通过铣齿加工与精锻大轮相配,齿面接触区良好。本工艺可以大幅度的提高弧齿锥齿轮的生产效率,降低能耗,增大齿轮副的整体强度,具有广阔的应用前景。     

高强度弧齿锥齿轮的齿形建模及加工试验

非零正变位设计的弧齿锥齿轮具有较高的强度,对该齿轮副法进行大重合度加工参数设计,可弥补正传动设计由于啮合角增大而使得重合度降低的不足。对比了非零正变位设计与常规设计的几何参数与加工参数,并对设计参数进行了TCA分析;基于UG对大轮进行了齿根受力分析。进行了齿轮的铣齿加工与滚动检查实验,结果表明,利用局部综合法与非零变位技术可以设计高强度的弧齿锥齿轮,实际加工的齿轮副啮合状况良好。     

弧齿锥齿轮齿面拓扑结构设计

随着高端装备对低噪声、高强度弧齿锥齿轮(包括渐缩齿弧齿锥齿轮和延伸外摆线等高齿锥齿轮)传动性能的要求日益提高,通过齿面拓扑结构设计提高弧齿锥齿轮啮合刚度及承载能力、减小振动噪声、降低安装误差敏感性是当前的一个研究热点。简要介绍弧齿锥齿轮齿面拓扑结构设计的发展状况,论述了最新的齿面设计基本原理,分析了各自特点,对高性能弧齿锥齿轮的齿面设计提供了可以借鉴的方法。     

小模数弧齿锥齿轮的三维建模与应用分析

针对小模数弧齿锥齿轮,提出了一种新的加工组合:小轮采用传统的双面法铣齿加工,设计大轮齿面加工参数,控制大轮的两齿面分别与小轮齿面相配。根据以上加工方法,设计小模数弧齿锥齿轮良好啮合的齿面加工参数,并创建齿轮副的精确三维模型。在UG软件环境下,可以完成齿轮副的虚拟装配、干涉检查。设计的小模数弧齿锥齿轮的齿面可以保证齿面的良好啮合,完成的三维模型可以应用于小模数弧齿锥齿轮的模具成型加工。     

螺旋锥齿轮噪声预测与降噪方法研究

本文以准双曲面齿轮和弧齿锥齿轮为研究对象,在空载或轻载条件下,通过轮齿接触分析（ＴＣＡ）方法,在计算机上模拟轮齿接触的状况,揭示出准双曲面齿轮和弧齿锥齿轮噪声产生机理,提出了准双曲面齿轮和弧齿锥齿轮噪声预测方法,并编制了相应的计算机程序。