基于MATLAB图像处理的直齿圆柱齿轮参数测量

运用MATLAB图像处理技术对直齿圆柱齿轮的参数测量方法进行了研究。通过机器视觉系统获取齿轮图像,并对其进行灰度化、去噪、二值化操作。按8邻域寻找齿轮孔区域并去除,运用Canny算子进行边缘检测;通过计算包含齿轮孔轮廓的最小矩形的尺寸得到齿轮孔直径。以8邻域边界跟踪法获得齿轮的单像素外轮廓。通过神经网络对外轮廓点分类的方法找到齿顶位置点和齿根位置点,运用最小二乘原理的圆拟合法计算齿顶圆和齿根圆直径;通过对齿顶或齿根图像进行膨胀操作后计算8连通区域的方法确定齿数;通过齿顶圆公式计算模数。编写齿轮参数测量软件并对6个直齿圆柱齿轮的参数进行了测量;通过与理论值的比较,验证了该方法的合理性。     

逆向工程与精确设计

通过对轿车摇窗机扇形齿轮的设计，说明逆向工程与精确计算相结合，同时也介绍了扇形齿轮的冲压工艺、模具及数控线切割加工方法。通过测量扇形齿轮实样可以直接得到齿顶圆直径、齿根圆直径和公法线长度。测量轿车摇窗机总成可以得到齿轮传动中心距，结合供货方提供的啮合电动机小齿轮精确参数，有渐开线直齿圆柱齿轮模数、齿数、变位系数和压力角，推算出扇形齿轮的其他齿轮参数；扇形齿轮复杂形状的其他尺寸数据均由常规逆向工程方法测量确定，说明精确计算与常规逆向工程相结合能够获得更高的制造精度。     

视觉检测中齿轮外轮廓分段方法研究

在基于机器视觉的齿轮测量过程中,由于齿轮外轮廓各部分的形状、精度以及测量要求均不相同,需要对齿顶、齿廓和齿根分别进行数据处理,因此齿轮外轮廓分段至关重要。针对机器视觉系统测量视野小,单幅图像只能包含齿轮部分轮齿的问题,提出一种齿轮外轮廓分段方法。通过八邻域边缘追踪法提取齿轮外轮廓边缘,对该边缘进行最小二乘法圆拟合确定半径,并进行直线拟合确定齿轮中心逼近方向,经多次拟合后,逐渐逼近齿轮中心。齿轮中心确定后,实现对齿轮齿顶、齿廓和齿根部分的分段。实验结果表明,该方法可以确定齿轮中心,实现对齿轮外轮廓分段,程序简单,可操作性强,有利于提高系统的测量精度。     

直齿圆柱齿轮劈挤成形新工艺研究

为了解决直齿圆柱齿轮现有工艺的轮齿角隅欠饱满、成形力大、模具结构复杂问题,以模数4,齿数12,齿厚30 mm的直齿圆柱齿轮为对象,运用数值模拟和物理实验相结合的方法,探讨了基于劈挤的直齿圆柱齿轮两步精确成形新工艺-"闭式模锻预成形+劈挤终成形"。结果表明,该工艺是可行的,它形成了理想的全齿直齿轮和清晰的齿廓,成形力小,不存在脱模问题。该工艺为促进直齿圆柱齿轮特别是大模数、多齿数齿轮的精锻工艺提供了一种新方法。     

直齿圆柱齿轮温挤压成形的数值模拟

用优化后的凹模结构对直齿圆柱齿轮的温挤压成形进行了数值模拟 ,结果表明 ,以入模角为 180°、挤压筒内径等于直齿轮齿顶圆直径 ,且在齿根圆处不倒角为特点的凹模形式对齿形成形效果良好 ,此种凹模形式能够解决齿形角隅充不满的难题 ,非常适合直齿圆柱齿轮的挤压精密成形     

基于不同模数对圆柱直齿轮挤压成型影响的数值模拟

论述了在直齿轮分度圆直径为定值,变形程度与模数的关系,通过对3种不同模数的齿轮在特定的条件下温挤压数值模拟、结果及分析表明：随着齿轮模数的增大,变形程度也增大,金属向齿顶及周围流动就相对较多,齿形就容易充满,但齿轮头部凹的现象与头的齿部凸的现象就越厉害。     

不同模数下圆柱直齿轮成形的数值模拟及分析

论述了在直齿轮分度圆直径为定值时，变形程度与模数的关系。通过对三种不同模数的齿轮在特定的条件下温挤压成形数值模拟，结果及分析表明，随着齿轮模数的增大，变形程度也增大，金属向齿顶及周围流动就相对较多，齿形就容易充满，但齿轮头部内凹与头的齿部凸肚现象就越厉害。     

大模数直齿轮温冷锻精整量的优化选择

文章针对大模数直齿圆柱齿轮中空分流冷精整工艺中,冷精整量这一关键工艺参数,采用广义胡克定律计算公式得出精整量的最小值,并建立了直齿圆柱齿轮基于中空分流的正向冷挤压精整工艺的三维弹塑性有限元模型,利用DEFORM-3D软件进行模拟分析,得到了齿面冷精整量与齿轮锻件的相对壁厚同齿面回弹量之间的变化规律;采用实验方法验证了模拟结果的正确性。研究结果对于大模数直齿圆柱齿轮冷精整量的优化选择,具有重要的指导意义与参考价值。     

螺旋齿圆柱齿轮齿面结构的数字化模型研究

螺旋齿圆柱齿轮与螺旋齿面齿轮进行啮合传动时,其传动性能优于直齿面齿轮和斜齿面齿轮传动副.提出基于啮合原理构建螺旋齿圆柱齿轮齿面结构的方法,研究了螺旋齿圆柱齿轮的切削成形理论,建立了螺旋齿圆柱齿轮的切削模型,并构建了螺旋齿圆柱齿轮齿面结构的数字化模型.     

渐开线圆柱齿轮全参数化精确建模研究

根据渐开线齿轮的形成原理和齿轮啮合原理推导出包含齿根过度曲线的齿轮齿廓曲线的参数化数学模型,在MATLAB中分模块编写精确齿廓曲线、轴孔曲线的程序,根据输入不同的齿轮参数自动生成多种齿轮的两端面轮廓、引导线、齿轮轴孔轮廓和键槽轮廓的数据点并存储在ibl格式文件中,将ibl格式文件修改后导入Pro/E,通过简单处理便可生成全参数化精确直齿圆柱齿轮或斜齿圆柱齿轮的三维模型,从而大大提高了齿轮设计的精度和效率,并为后续的齿轮仿真分析奠定基础.     

直齿圆柱齿轮温挤压工艺及模具设计

采用温挤压精密成形技术，成功地研制出直齿圆柱齿轮零件，实验证明，新工艺具有优质、高效、节材、节能的特点，非常适合直齿圆柱齿轮特别是大模数齿轮的精密成形，精巧的模具设计是本工艺成功的关键。     

基于三坐标测量机的非圆齿轮误差测量

为了提高非圆齿轮的测量精度和效率,提出应用三坐标测量机进行测量的思想。从制造工艺上根据非圆齿轮有别于圆齿轮的特点,提出适用于非圆齿轮的误差项目。通过类比圆柱齿轮精度指标公差的计算方法,找到非圆齿轮精度指标公差的计算方法。选取合适的测头、对测量路径进行规划、采用三坐标测量机实现对非圆齿轮的逐齿扫描测量,以获得非圆齿轮的齿廓数据值。在此基础上,对数据值进行曲线拟合和计算,从而得出非圆齿轮的误差。     

基于Ansys的直齿圆柱齿轮淬火有限元模拟

建立了直齿圆柱齿轮淬火过程的数学模型,采用Ansys软件对其淬火温度场进行了数值模拟,分析了不同初始水温齿轮淬火过程的温度场、应力场。结果表明:在淬火过程中,圆柱齿轮齿心温度最高,齿顶温度最低,齿顶与齿心存在较大温差,冷却层深入轮齿内部,应力集中在齿根部位。结果能为研究齿轮热处理规律提供有益帮助。     

两种冷轧齿轮新工艺及其设备

国外对齿轮轧制的研究已有数十年历史,因为不论热轧齿轮还是冷轧齿轮,这些加工工艺都可以缩短加工齿轮的工时,节约原材料,而且轮齿的强度也获得提高,所以齿轮轧制工艺引起工业界和专家们的广泛重视。五十年代就相继出现了可轧最大直径220毫米,模数为3和直径60～600毫米,模数最大到10的直齿圆柱齿轮热轧机。在冷轧齿轮方面,以福特公司等为中心的美国汽车工业界,为了取代大量汽车变速箱用齿轮切削加工后再剃齿,研制了一种齿轮精轧机,对用强力切削获得较为粗糙齿     

圆柱直齿轮温挤压精密成形工艺研究

采用温挤压精密成形技术，成功地研制出直齿圆柱齿轮零件，理论和实验证明，新工艺具有优质高效节材节能的特点，非常适合圆柱直齿轮，特别是大模数齿轮的精密成形。     

面向制造的圆弧齿线圆柱齿轮啮合接触冲击力研究

啮合接触冲击对圆弧齿线圆柱齿轮的传动性能有着较大的影响。文中分析了圆弧齿线圆柱齿轮的加工方法,给出了面向制造的圆弧齿线圆柱齿轮齿面方程,建立了齿轮精确三维数字模型。运用ANSYS/LS DYNA软件分析不同冲击位置(齿顶、分度圆、齿根附近发生啮合接触冲击)和冲击速度对齿轮径向、切向、轴向啮合冲击力的影响规律。结果表明:冲击速度和冲击位置对径向、切向冲击力有较大的影响,但对轴向冲击力基本无影响。研究结果为圆弧齿线圆柱齿轮将来的设计及工程应用提供了理论依据。     

模具结构对齿轮成形性能的影响

研究了直齿圆柱齿轮的冷精锻过程 ,详细分析了模具结构对齿轮成形的影响。结果显示 ,增加适当高度的镶件对大模数、高厚度的圆柱直齿轮齿腔填充比较有利 ,增加芯棒可以降低齿轮成形载荷 ,但单位面积的成形力并未减少 ,且对齿轮的填充性影响不大。     

直齿圆柱齿轮冷精锻模具齿形设计

对两步成形直齿圆柱齿轮冷精锻工艺模具齿形设计方法进行了研究，分别采用修正模数法和变位法对终锻模具和预锻模具的齿形进行了设计。提出的模具齿形设计方法可靠、易行，不仅可用于冷精锻齿轮模具的齿形设计，对齿轮的热温成形模具齿形设计也同样适用。     

基于三维扫描点云对渐开线斜齿圆柱齿轮的参数提取

出于工程实际需要,基于实物逆向工程技术,借鉴已有的相关研究成果,研究了渐开线圆柱斜齿轮基本参数的反求途径和方法。主要思路为以能否反求出基圆半径来判定齿轮的齿廓线是否为渐开线;在明确为渐开线齿廓的前提下,依据扫描点云并借助逆向三维软件及其数字化测量功能来获取齿轮的端面信息及齿全高、顶圆、根圆和公法线等主要几何尺寸;进而依据齿轮啮合理论、测量技术理论逐步反求出齿轮的模数、压力角、齿制系数螺旋角等参数。并通过来源于工程实际的一配对斜圆柱齿轮的反求实例给出了其参数提取的主要方法及过程,以验证文中方法的可行性。在点云和反求齿轮类型、几何量测量方法及可操作性、编程处理工具的易用性等方面不同于主要参考文献[1－2]所述的两种参数反求方法,但具有二者的优点。     

基于UG的直齿圆柱齿轮参数化精确三维建模

详细介绍了一种利用UG的表达式和规律曲线功能建立直齿圆柱齿轮模型的方法。该方法绘制了精确的齿轮过渡曲线,并且生成的齿廓各段曲线不需要任何修剪便可直接建立精确的齿轮模型,该方法也适用于齿数大于41时的齿轮建模。通过改变模数和齿数,生成的模型可以自动更新,实现了建立模型的真正参数化。