长度计量基础知识讲座 第五十一讲 齿轮测量基础

<正>齿轮作为传动元件,在机械制造和仪器仪表制造中占有极为重要的地位。最常见的有渐开线齿轮、摆线齿轮以及圆弧齿轮等。其中在传动上应用最广的是渐开线齿轮。渐开线齿轮主要有圆柱齿轮、圆锥齿轮、蜗轮蜗杆、齿条、非圆齿轮、谐波齿轮等。1)圆柱齿轮圆柱齿轮分直齿圆柱齿轮、锥齿圆柱齿轮和人字齿轮。2)圆锥齿轮圆锥齿轮分直齿圆锥齿轮、斜齿圆锥齿轮和螺     

直齿圆锥齿轮齿向误差的测量

在机床传动和汽车后桥差速系统中,以及其他机械制造中,直齿圆锥齿轮,由于能传递相交轴之间的扭矩而获得了广泛的应用。随着社会主义建设事业的飞跃发展,锥齿磨削、精密锻造,粉末冶金等新工艺新技术的大量采用,对直齿圆锥齿轮的精度和互换性都提出了更高的要求。但是,由于目前锥齿轮的测试设备较少,难于满足生产上的需要,因此,我们对直齿圆锥齿轮齿向误差的测试方法进行了探索。直齿圆锥齿轮的齿向误差,是评定直齿圆锥齿轮接触精度的重要单项指标之一。在生产过程中,能否正确测量和控制齿向误差,对于提高产品质量具有十分重要的意义。下面将介绍一种直齿圆锥齿     

UG/NX中的直齿内圆锥齿轮的三维参数化造型

从理论上分析了直齿圆锥齿轮的齿廓形状,结合具体实例,以UG NX 4.0为平台,利用其功能强大的表达式工具和三维建模模块,介绍了绘制锥齿轮大端齿槽曲线的方法,模仿齿轮的实际加工,在锥齿轮的背锥上去除齿槽,得到了直齿内圆锥齿轮的三维参数化模型,并对其参数化控制方法进行了简述,为后续直齿内圆锥齿轮的数控加工、虚拟装配等奠定基础。     

直齿圆锥测量齿轮

直齿圆锥测量齿轮,目前只用于双啮综合测量(无侧隙)和滚动检查(有侧隙)本文介绍中模数滚动检查用直齿圆锥测量齿轮的设计、制造和验收。     

直齿圆锥齿轮度量轴线夹角变动与度量安装距直线位移的测试及其仪器

一、前言 度量轴线夹角变动是圆锥齿轮传动公差标准JB180-60规定的测试项目,度量安装距直线位移是由于缺乏测试度量轴线夹角变动的仪器,而采用的替代项目。本文分析了替代项目的不可靠性,并简扼介绍了本厂研制的能方便地检测上述二项误差的仪器“SBGT-3型直齿锥齿轮综合检查仪”。 二、直齿圆锥齿轮传动原理 直齿圆锥齿轮是现代机械传动中的重要机械零件,主要用于轴线相交机构中的运动传递和动力传递,在汽车、拖拉机和机床行业中均有广泛的使用。     

直齿圆锥齿轮齿向误差的测量

本文介绍一种采用测量棒沿齿面节锥母线接触测量直齿圆锥齿轮齿向误差的方法。     

圆锥直齿轮的分度圆弦齿厚测量及测量不确定度评定

介绍一种采用万能工具显微镜、正弦尺、量块等精密仪器和量具进行圆锥直齿轮弦齿厚测量,通过背锥和当量齿数可以把圆柱齿轮的原理近似用到圆锥齿轮上,运用圆柱齿轮的计算公式计算弦齿厚,并对测量结果进行不确定度评定.     

锥齿轮检测齿厚修正值的计算

本文介绍了锥齿轮检测修正值的计算方法，并给出了计算实例，对加工直齿圆锥齿轮中用齿轮游标卡尺测量齿厚有参考价值。     

测量直齿圆锥齿轮的基本参数

直齿圆锥齿轮的测量以大端参数为准 ,因为这样相对误差较小。其基本参数有模数ｍ、压力角α、分度圆锥角δ1、δ2 ,齿顶高系数ｈａ ,顶隙系数Ｃ 。锥齿轮的各部分尺寸以上述各参数作为计算依据。在测量时 ,准确可靠的数据有齿数、轴交角、根锥角 ,根圆直径 ;不易测量准确的有压力角、齿顶圆直径、顶锥角、齿高、齿厚等。有些参数要符合标准系列 ,而各个国家标准不一 ,所以在具体测绘时 ,首先要弄清齿轮是哪国生产的。便于估计出它可能采用的标准制度 ,使测绘方便。各国标准制度如表 1。表 1　各国直齿圆锥齿轮标准制度基本参数国家 齿形种类…     

直齿圆锥齿轮公法线长度的测量

直齿圆锥齿轮的齿厚,传统的方法是测量大端背锥齿厚,这种方法不仅测量精度很低.而且为了保证作为测量基准的背锥的精度,对齿坯加工提出了很多公差要求。象圆柱齿轮一样,圆锥齿轮的齿厚可以通过大端公法线长度来测量,此法的优点是测量精度较高,对齿坯加工的精度要求较低,其缺点是公法线长度的计算较麻烦。本文应用球面渐开线形成原理,推导了直齿锥齿轮公法线长度的计算公式。根据计算公式编好程序后,通过微型计算机可立即算出公法线长度。     

Numerical and experimental investigation of cold rotary forging of a 20CrMnTi alloy spur bevel gear

Due to the complex three-dimensional (3D) geometry and tooling design, mass production of precision spur bevel gears by machining or conventional forging technology is impeded by numerous stubborn barriers to date. Cold rotary forging, an innovative incremental metal forming process, has great potential to improve the current situation owing to its flexibility and low tool load requirement. In the present study, a sound 3D rigid-plastic finite element (FE) model of cold rotary forging of a 20CrMnTi alloy spur bevel gear is developed under the DEFORM-3D platform. To ensure the precision of the proposed FE model, a series of experiments are well performed for the identification of the mechanical properties of 20CrMnTi alloy and the realistic friction conditions prevailing at the die-workpiece interface. By utilising this FE model, the workpiece geometry is optimised with the intention of achieving a better filling of gear shape and a lower forming load requirement, and then the distribution of different field-variables such as flow velocity and effective strain are thoroughly investigated. For verification purposes, the cold rotary forging experiments of 20CrMnTi alloy spur bevel gears are subsequently conducted. Good agreement between the experimental results and the simulation ones is highlighted by comparing the gear shape after cold rotary forging and the axial forging force, which validates employed model.     

THREE-DIMENSIONAL GEARS MODELLING IN MULTIBODY SYSTEMS ANALYSIS

We present a formulation for describing gear pairs in the three-dimensional analysis of flexible mechanisms. The set of holonomic and non-holonomic constraint equations that defines the behaviour of gears is developed. The formulation is capable of representing almost any kind of gears used in industry: spur gears, bevel gears, hypoid gears, etc. All reaction forces due to gear engagement are accounted for. Coulomb friction forces due to relative sliding motion are also considered. Gear trains and planetary systems can be easily modelled by superposing several gear pairs in the same system. © 1997 by John Wiley & Sons, Ltd.     

格利森弧齿锥齿轮啮合传动节线的数学原理

弧齿锥齿轮齿面线是设计和加工的重要几何要素,同时也是弧齿锥齿轮机床设计(包括格里森制式和奥利康制式)的重要出发点之一.从节圆锥面上节线的基本定义出发,结合格里森制式弧齿锥齿轮的加工原理,推导出单个弧齿锥齿轮的节线方程,并定量证明了一对相互啮合的弧齿锥齿轮节线在转动过程中是连续接触的.为弧齿锥齿轮接触轨迹方向的研究及接触状态的分析提供了一种方法.     

等高齿锥齿轮非线性振动特性的联合求解方法

齿轮重载啮合中发生的轮齿接触损失会引起齿轮传动中的动态传递误差,动态传递误差的存在是等高齿锥齿轮非线性振动的重要原因,准确预测和计算等高齿锥齿轮传动中的动态传递误差是进一步改善这类齿轮系统振动特性的有效手段。针对某重载等高齿锥齿轮,研究了其在一定运行速度和扭矩范围内的频率响应特性;运用一种新的曲面积分与局部有限元联合求解方法求解了等高齿锥齿轮传动中的动态传递误差,从而揭示出此类传动系统振动的强非线性特性。这种方法无需将时变拟合刚度和啮合频率变量等非线性因素作为外部的激励进行求解,而是从齿轮啮合的每一时步,计算动态啮合力以及动态传递误差,最终得出等高齿锥齿轮的非线性振动特性。该方法可以精确表达轮齿几何及轮齿接触力等因素对齿轮动力学性能的影响,为等高齿锥齿轮这类复杂振动特性的传动系统提供了一种行之有效的分析方法。     

基于工装保护内孔弧齿圆锥齿轮的热处理新工艺研究

弧齿锥齿轮的外形不规则，截面几何尺寸变化大，在热处理冷却过程中各处温差大，易产生热处理变形和金相组织分布不均，硬化层穿透不彻底，在使用过程中传动精度和使用寿命下降。作者在对弧齿圆锥齿轮热处理时，齿轮的内孔采用工装保护，使齿根表面均匀受热、冷却，减少热处理变形，使齿轮硬化层呈全穿透形状分布，达到强化齿轮的目的，从而提高它的传动精度和使用寿命。     

飞机中心传动装置从动锥齿轮断裂分析

某飞机中心传动装置从动锥齿轮使用95.85 h后,在高空发生断裂;对该从动锥齿轮断口进行了宏观分析和金相检验,并对从动锥齿轮的组织、硬度和化学成分进行了检验,分析了断裂原因。结果表明:中心传动装置从动锥齿轮的断裂是由于铆钉失效或粘接剂老化,造成衬套滑出与从动锥齿轮大圆端面摩擦烧伤,致使裂纹形成,最终裂纹扩展造成疲劳断裂。     

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Pro／E的弧齿锥齿轮参数化造型

利用Pro／E参数化设计的概念对弧齿锥齿轮进行了参数化设计,详细介绍了弧齿锥齿轮的造型方法,当修改齿轮设计参数时,系统可实现齿轮三维模型的自动更新．     

基于动力学分析的大重合度直齿圆柱齿轮强度计算

为了探索大重合度直齿圆柱齿轮的承载能力,以2排交错布置、具有纵向重合度的直齿圆柱齿轮为研究对象,基于由动力学分析得到的轮齿间动态法向力的变化规律和齿轮的啮合点位置,采用有限元分析法计算其齿根弯曲应力,利用Hertz公式计算其齿面接触应力。通过计算可知：与静态工况相比,考虑齿轮传动系统动力学效应时,大重合度直齿圆柱齿轮的最大齿根弯曲应力增大了22.49%,最大齿面接触应力增大了10.94%;与渐开线标准直齿圆柱齿轮相比,大重合度直齿圆柱齿轮的最大齿根弯曲应力减小了17.08%,最大齿面接触应力减小了43.79%。结果表明,大重合度直齿圆柱齿轮的强度大幅提升,应用潜力巨大。     

直齿锥齿轮精锻技术的现状及其发展

阐述了齿轮精锻技术的定义和特点,概述了我国精锻成形技术的现状,并分别介绍了直齿锥齿轮精锻成形技术在热锻、温锻、冷锻和热锻-冷锻复合成形技术等领域应用的现状及其发展。