非圆齿轮的数控加工

本文就非圆齿轮的基本特点及应用作了概括性总结,对如何用数控机床加工非圆齿轮和计算机辅助编程方法作了较详细的分析,特别是在编程技巧方面有独特之处和实用价值。     

非圆齿轮研究现状及展望

非圆齿轮是一种能实现主、从动齿轮间的非匀速比传动的机构,相较于连杆、凸轮等机构以及自动控制技术具有经济成本低、结构紧凑、传动比精确、动力学特性好等优势.国内外已建立非圆齿轮传动的基本理论体系,为非圆齿轮的设计、制造和应用提供了基础.然而,非圆齿轮设计、制造难度较大,工艺不成熟,精度标准未制定,极大地限制了其发展.综合分析了国内外在非圆齿轮领域的研究现状,指出非圆齿轮设计系统、加工系统,非圆齿轮精度标准,以及动力学特性是非圆齿轮今后的重点研究方向.     

非圆齿轮的三维设计与运动分析

以给定非圆齿轮传动比函数和中心距为基础,研究非圆齿轮数学建模的方法,基于Solidworks和Maple提出非圆齿轮三维实体建模的一种新方法。根据建立的数学模型,利用Maple得到非圆齿轮齿廓的数据文件,导入到Solidworks中实现非圆齿轮三维实体建模,并将两个非圆齿轮进行装配。最后,利用Solidworks中的Motion插件进行非圆齿轮运动仿真,生成相应的从动齿轮的角速度、角加速度曲线,进而判断非圆齿轮齿廓啮合性能的优劣以及验证非圆齿轮设计理论的正确性。     

非圆齿轮引纬系统

利用非圆齿轮与连杆机构串联组合可以得到所需运动运动规律的优点,这里提出了用非圆齿轮机构引纬的新思想,并完成了一个引纬系统实例的设计计算。     

非圆齿轮无级变速器齿轮优化设计及有限元分析

为解决非圆齿轮无级变速器高速运转时产生较大惯性载荷而影响传动稳定性的问题,利用SolidWorks的设计算例功能对非圆齿轮进行优化设计,并将优化结果导入ANSYS Workbench进行有限元分析.结果 表明:优化设计后的非圆齿轮能有效减小惯性力和惯性力矩,齿轮基本满足强度、刚度要求,但轮齿等效应力、接触应力较大,个别位置应力集中,加工齿轮时需要经过热处理等工序.     

ADAMS二次开发技术在非圆斜齿轮齿廓面设计中的应用

依据齿条刀具范成法加工非圆齿轮的原理,建立了计算机仿真加工非圆斜齿轮的滚切数学模型,提出了一种基于ADAMS二次开发技术生成非圆斜齿轮齿廓面的方法,并开发了非圆斜齿轮仿真加工软件,用该软件生成的椭圆斜齿轮,已成功应用于椭圆斜齿轮行星系宽窄行分插机构中,验证了该方法的正确性。     

数控插齿加工的非圆齿轮极径与极角误差分析

研究了用数控插齿方法加工非圆齿轮时,数控插齿机床工艺误差,对被加工非圆齿轮节曲线极径与极角参数的影响.对非圆齿轮的实际数控插齿加工过程进行了计算机模拟仿真,为分析非圆齿轮的误差来源、提高非圆齿轮的加工精度以及对非圆齿轮的误差评定和精度测量方法的研究提供了理论依据.     

非圆齿轮测量技术方案探讨

探讨了在ＣＮＣ齿轮测量中心上测量非圆齿轮的技术方案,提出了双面啮合法、单面啮合法、单测头法等多种方法．实验结果表明,这些方法为全面地研究非圆齿轮的几何精度提供了新途径．     

节曲线向径以线性速度变化的非圆齿轮研究

提出一种根据给定中心距和传动比范围设计封闭非圆齿轮的方法。在其节曲线形成过程中,引入了节曲线向径变化速度,根据封闭非圆齿轮传动的条件,构建的线性函数,得到节曲线向径以线性速度变化的非圆齿轮;推导新式齿轮的凹凸性、弧长、及压力角公式。通过仿真计算,得到了时间参数1不同的3种非圆齿轮节曲线,比较了3种节曲线及相应传动比函数的变化趋势,总结出传动比函数的对称性随1的变化规律,为新型齿轮的设计选用提供了依据。研究表明：节曲线方程由二次多项式构成的新式齿轮,相对其它非圆齿轮计算简单,构造方便。     

蜗线齿轮及其共轭齿轮节曲线的设计

蜗线齿轮及其共轭齿轮是一种新式封闭非圆齿轮,蜗线齿轮节曲线由余弦函数构造,根据节曲线共轭和封闭条件推导出与蜗线齿轮共轭的非圆齿轮节曲线,为蜗线齿轮副的设计提供了理论基础;对新式非圆齿轮节曲线的几何特性进行研究,得到蜗线齿轮副不同偏斜率下的凹凸性,为其加工提供了依据;最后对实际应用的蜗线齿轮副进行仿真,验证了理论的正确性。     

齿轮测绘CAD软件

开发齿轮测绘ＣＡＤ软件,介绍其功能、设计思想和软件编制方法,重点论述了直齿圆柱齿轮基本设计参数的确定．     

在三轴插齿机上实现非圆齿轮磨齿运动的方法

为了提高非圆齿轮加工精度,解决磨床设计周期长、造价高的问题,基于一种非圆齿轮成形砂轮展成磨削法原理,提出了在三轴非圆齿轮插齿机上改装成形磨头,实行非圆齿轮磨齿加工的方法.利用非圆齿轮插齿加工原理,解决了在插齿机上进行无干涉无抬刀分度的问题;同时利用平面运动转化理论,实现了四轴运动到三轴运动的转化,使非圆齿轮磨齿加工可以应用于实际生产中,该方法有利于非圆齿轮在齿面硬度要求高的领域应用。     

多面形非圆型面设计方法及数控加工原理研究

通过分析多面形非圆型面的结构特征,建立了各特征参数之间的关系式,采用数学归纳法导出了任意n面形非圆型面的设计定理.提出一种机构传动原理建模方法,建立了任意n面形非圆型面的数控磨削加工控制定理及多坐标联动控制模型.同时提出一种随型面曲率变化保持磨削表面速度均匀的进给速度自调整方法.利用上述方法研制了一种多面形非圆型面数控磨床,对该磨床加工的多面形非圆零件进行测试,结果表明,其型面形状与设计图纸要求一致,粗糙度值小于0.32 μm,尺寸精度在8 μm以内.提出的设计方法和控制原理可以成功用于指导多面形非圆型面联接的设计和制造.     

LogiX齿廓非圆齿轮的根切原理研究

logiX齿轮是依据全新的齿形理论所提出的一种新型齿轮.当logiX齿廓应用于非圆齿轮时,能扩大非圆齿轮的应用领域.本文从共轭齿形的根切原理出发,依据logiX圆齿轮的根切原理,推导了logiX齿廓非圆齿轮不发生根切的条件表达式.为少齿数logiX齿廓非圆齿轮的设计提供了设计依据.     

基于CPAC的非圆磨削数控系统的开发

为解决非圆磨削系统中工艺不足的问题,提出在CPAC（ computer programmable automation controller）控制器平台上开发一套非圆磨削数控系统。以分段三次样条曲线拟合为数学基础,介绍X－Y加工方式下刀心轨迹坐标计算;介绍非圆磨削中恒速磨削的重要性,以等弧长密化插值为原则,提出两种实现恒速磨削的方法;介绍非圆磨削加工中的误差测量方法,并进行误差补偿;最后,集成了系统并在三轴龙门铣床进行加工,实验证明系统满足非圆磨削的需要。     

圆柱齿轮减速器下箱体参数化设计与快速原型制作研究

介绍了一种利用Pro／E的参数化技术功能对圆柱齿轮减速器下箱体进行参数化建模的方法,大大提高了圆柱齿轮减速器下箱体的设计效率,缩短开发周期,提高设计质量,具有一定的实用价值。同时使用快速成型机DimensionBST768做出了下箱体的快速原型件,为产品的预评估、有限元分析和生产加工提供了实体模型,符合现代产品设计技术的发展要求。     

非圆曲面工件相切磨削的脉冲分布及频率匹配最优化设计

对非圆曲面特殊工件外廓相切磨削的脉冲分布及三种进给动作对应脉冲的最优化频率匹配进行了研究.首先建立了特殊工件相切磨削的数学分析模型,确立了加工分段.然后求取了进给过程中x向平移、y向平移及rotz旋转所对应的脉冲数分布.最后对这三种进给动作对应脉冲的频率最优化匹配进行了设计,使得工件在保证加工精度的前提下加工时间最短,...     

Die design for cold precision forging of bevel gear based on finite element method

The finite element analysis (FEA) software Ansys was employed to study the stress state of the dies of both plane and non-plane parting face structures with uniform interference and the die of plane parting face structure with non-uniform interference. Considering the symmetry of the die, a half gear tooth model of the two-ring assembled die with 2.5 GPa inner pressure was constructed. Four paths were defined to investigate the stress state at the bottom corner of the die where stress concentration was serious. FEA results show that the change of parting face from non-plane to plane can greatly reduce the stress at the teeth tips of the die so that the tip fracture is avoided. The interference structure of the die is the most important influencing factor for the stress concentration at the bottom corner. When non-uniform interference is adopted the first principal stress at the corner on the defined paths of the die is much lower than that with uniform interference. The bottom hole radius is another important influencing factor for the corner stress concentration. The first principal stress at the corner of the plane parting face die with non-uniform interference is reduced from 2.3 to 1.9 GPa when the hole radius increases from 12.5 to 16.0 mm. The optimization of the die structure increases the life of the die from 100 to 6 000 hits. Foundation item: Project(2006BAF04B06) supported by the National Key Technology R & D Program of China; Project(2005AA101B19) supported by the Key Technology R & D Program of Hubei Province, China