齿轮齿廓形状偏差的质量控制

介绍齿面质量评定方法和齿面齿廓形状偏差的定义,指出齿面齿廓形状偏差评价存在的问题,提出齿面齿廓形状偏差的评价方法,列举加工形成齿面齿廓形状偏差的5种形式,分析其形成的原因及控制方法.     

齿轮轮齿表面粗糙度的评定分析与质量控制

介绍齿面质量评定方法和齿面粗糙度的定义,指出常用齿面粗糙度评价存在问题,提出对齿面粗糙度的评价方法,列举并分析触针式粗糙度测量仪器测量齿面粗糙度的评定方法,优选测量齿面粗糙度评定方案并加以推荐.     

成形法双面磨削拓扑修形误差齿面对齿轮传动的影响

附加径向运动方式的斜齿轮双面磨削方法具有小批量多品种加工的特性与机构可靠的优点,但在加工时会出现无法避免的齿面扭曲现象,导致加工齿面与理论齿面存在原理性误差,针对该现象对斜齿轮性能的影响进行了量化研究。以数值方法计算得到双面磨削方法的误差齿面模型,将该误差齿面与理论齿面进行对比,采用齿面接触分析方法（TCA）计算获得不同齿面下的传动误差和接触斑点。结果表明,齿形扭曲对左齿面性能影响较小,左齿面可基本实现理论修形效果,齿向扭曲现象导致右齿面性能发生了明显劣化;合适的修形方式与轴交角可以使左右齿面传动误差差异缩小在15%左右。     

成形磨削人字齿轮齿面扭曲消减设计方法

齿面扭曲是螺旋线修形人字齿轮成形磨削时产生的一种加工误差,为了消减齿面扭曲,提高磨削精度,基于逆向思维提出了一种齿轮反扭曲加工计算方法来消减齿面扭曲引起的加工误差。根据成形磨削人字齿轮空间啮合坐标系,求解标准齿轮齿面、齿面扭曲和齿面反扭曲多位置处的接触线,并通过计算齿面法曲率和螺旋线修形量,建立人字齿轮齿面反扭曲模型;联合蒙特卡洛法对修形前后人字齿轮进行接触线优化,通过有限元方法分析齿面反扭曲和齿面扭曲的传动误差、齿面接触应力;最后,比较了修形后齿面扭曲和齿面反扭曲的动态特性。结果表明,齿面反扭曲加工能够有效消减人字齿轮齿面加工原理性误差,提高人字齿轮磨削精度。     

汽车驱动桥准双曲面齿轮齿面测量误差精确计算

为精确获取汽车驱动桥齿轮实际加工齿面的真实误差,改善汽车齿轮的齿面精度,结合汽车驱动桥齿轮在传动方面的优越性及其在机床调整计算、加工方法和齿面测量等方面的特殊性,对其齿面数控展成与数字化检测的运动关系进行了深入分析;鉴于汽车驱动桥齿轮齿面拓扑结构的复杂性,结合齿面误差计算原理,在实际加工齿面检测信息的基础上,提出了一种汽车驱动桥齿轮齿面误差的精确计算方法;最后,通过齿轮齿面加工测量结果的比对,验证了该齿面误差精确计算方法的正确性和有效性。     

点啮合齿面CNC制造技术的曲面包络逼近法

提出一种在Free-Form型五轴联动数控机床上加工具有预定齿面啮合特性的点啮合准双曲面齿轮齿面的新方法——曲面包络逼近法。与以往的齿面加工方法不同,在新的齿面展成方法中,齿面展成运动是在沿预定接触迹线的曲面活动标架下设计的。该方法展成的齿面在指定的接触迹线附近与目标齿面有二阶切触,而在齿面的其他区域,该方法展成的齿面能以最小偏差逼近预定的齿面,这表明新方法能展成具有预定啮合特性的齿面。实例说明了所提出方法的可行性和精确性。     

齿向修形斜齿轮成形磨削齿面原理性误差分析

齿向修形斜齿轮的成形磨削存在齿面原理性加工误差,为提高磨削精度,在分析齿面原理性误差产生机理的基础上,建立齿面误差模型,并提出误差控制方法。采用点矢量族数字包络方法建立了齿向修形斜齿轮的接触线计算模型,并组合砂轮磨削轨迹上的接触线得到仿真齿面,进而通过齿面仿真实例对齿面误差进行评定。从接触线形态及X轴、C轴附加运动3个方面对修形齿面原理性误差产生机理进行分析,建立齿面误差计算模型,并与仿真实例结果进行对比验证了误差计算模型的正确性。为了控制齿面误差,提出砂轮安装角及砂轮廓形的联合优化方法。通过齿向修形齿面磨削仿真实例,验证了所提误差控制方法的有效性。     

螺旋齿面齿轮两自由度车齿原理研究

针对现有齿轮加工方法不能加工较大螺旋角的螺旋齿面齿轮问题,提出了一种螺旋齿面齿轮的车齿加工方法。根据空间交错轴啮合原理,建立螺旋齿面齿轮两自由度车齿的理论加工模型,研究车齿刀、假想螺旋产形齿轮和螺旋齿面齿轮的安装布置关系,分析面齿轮车齿中的自由度,建立车齿中刀具和面齿轮的展成运动模型。以直齿渐开线作为刀具的切削刃形,运用微分几何与啮合原理,推导车齿加工的啮合方程、螺旋齿面齿轮的工作齿面方程以及过渡齿面方程,并建立了螺旋齿面齿轮的车齿齿面与理论齿面的误差分析模型。仿真表明：凸齿面离散点误差为-0.01～-0.02mm,凹齿面离散点误差接近0,从而验证螺旋齿面齿轮两自由度车齿加工原理的可行性。     

基于数字化真实齿面的螺旋锥齿轮齿面接触分析

通过导入假想全共轭齿面作为基准齿面,即大齿轮基准齿面是采用由加工机床设定参数形成的理论齿面,小齿轮基准齿面是采用与该大齿轮基准齿面完全相共轭的齿面,该假想齿面是瞬时线接触,无传动误差。对该基准齿面上的接触线进行拓扑网格划分,引入数字化合成误差概念,实现含有齿形误差和安装误差的螺旋锥齿轮的数字化真实齿面的构建。提出一种基于高精度数字化真实齿面的螺旋锥齿轮齿面接触分析(Tooth contact analysis,TCA)方法,通过与Gleason公司TCA软件分析结果以及齿面磨损试验结果比较,验证了本方法的可行性和有效性。     

正交弧线齿面齿轮传动的啮合接触分析

根据正交弧线齿面齿轮啮合原理,推导弧线齿面齿轮的齿面方程,通过Matlab实现齿面可视化,在面齿轮展成坐标系下,研究了面齿轮啮合过程中的齿面接触特性.在不考虑误差影响的点接触正交面齿轮传动接触特性分析中,提出了一种求解面齿轮齿面啮合点的方法,以方程推导联合齿面接触轨迹仿真实现了面齿轮齿面啮合轨迹的可视化;得出了圆柱齿轮...     

高齿准双曲面齿轮的研究

研究基于局部综合法的高齿准双曲面齿轮ＨＦＴ法切齿参数的设计,给出用ＨＦＴ法加工准双曲面齿轮副的齿面接触分析方法,并在此基础上,比较了普通齿和高齿２种准双曲面齿轮副的传动误差曲线和啮合区。结果表明,高齿准双曲面齿轮副具有较好的啮合性能。     

展成法大轮准双曲面齿轮点啮合齿面主动设计

为准双曲面齿轮传动点啮合齿面主动设计建立通用的技术平台对于方便点啮合齿面主动设计的实际应用和更加深入的锥齿轮技术研究都是一项重要的基础工作.基于三轴联动锥齿轮机床建立准双曲面齿轮展成法大轮齿面的通用数学模型.根据点啮合齿面主动设计的原理和方法,在大轮轴截面内描述空间齿面啮合的接触点迹线,推导得到了展成法大轮点啮合齿面主动设计所需要的具体计算公式.这些公式可用于不同展成型式的展成法大轮点啮合齿面主动设计.最后,给出了一个展成法大轮准双曲面齿轮传动点啮合齿面主动设计的算例.     

基于计算机数字控制弧齿锥齿轮加工机床的准双曲面齿轮的制造

基于五轴联动数控铣齿机的概念模型,提出一种新的加工准双曲面齿轮主动设计齿面的切齿原理.推导出相应的切齿啮合方程、工件齿面二阶参数展成控制方程和工件齿深控制方程,并给出机床运动函数、刀盘中心速度以及刀尖半径的具体求解方法.在求解过程中,不涉及刀盘中心加速度以及更高阶运动参数的计算,可简化求解过程.使用该切齿原理进行切齿时,可在有效保证齿深的前提下,在切齿加工过程中实现对沿工件齿面设计接触迹线切矢和切齿接触线切矢两个方向上齿面二阶参数的精确控制.同时,该切齿加工理论还可以推广到其他多种复杂点啮合齿面的加工过程中.     

新型环面渐开线齿轮齿面生成和几何特性研究

环面渐开线齿轮是一种对安装误差不敏感,无须修形就具有良好啮合性能,并且加工便捷的新型齿轮。根据环面渐开线齿轮的加工原理,从产形齿条的齿面方程出发,推导了凸环面渐开线齿轮和凹环面渐开线齿轮的完整齿面方程;利用MATLAB编程计算出环面渐开线齿轮齿面上点的三维坐标值,生成了精确齿面,并在Pro/E中建立了齿轮的实体模型;基于齿面数学模型,通过计算仿真对环面渐开线齿轮的根切与尖化现象进行了分析,获得了环面渐开线齿轮的根切界限曲线、尖化初始点以及不发生根切与尖化现象的最大齿宽;根据已生成的齿面进行有安装误差条件下的齿轮接触分析,证明了环面渐开线齿轮对安装误差不敏感。       

准双曲面齿轮的仿真加工新方法

以五轴联动CNC(computer numerical control)弧齿锥齿轮加工机床的概念模型为基础,提出了一种新的准双曲面齿轮齿面的加工仿真方法。在仿真过程中,将齿坯离散为一个同心圆族,把将刀具刃锥面简化为一个锥面。并以求解代表齿坯的同心圆和代表刃锥面的圆锥面的交点数值分析方法为核心算法,构建起了整个仿真系统的框架。解决了基于通用CAD(computer aided design)平台开发的切齿仿真系统无法直接获得齿面上指定点数据的弊端,为复杂齿面的仿真加工技术的发展提供了新的思路。     

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。     

螺旋锥齿轮齿面扫描式测量法及其应用研究

螺旋锥齿轮的实际齿面形状是影响其动力学性能的一个非常重要的因素。本文介绍了采用虚拟共轭基准面的螺旋锥齿轮齿面的扫描式测量、数据处理及应用方法，即大齿轮的基准面采用的是由机床设定参数计算出的理论齿面，而小齿轮的基准面采用的是与大齿轮共轭的假想小齿轮齿面。由于采用了二维测头进行齿面测量，有效地避免了测头与齿面间摩擦力的影响，既能保持高精度，又能进行快速测量。同时，该种测量采用连续扫描的方法，信息量大、速度快，适合于大批量生产中的螺旋锥齿轮的齿面质量管理与控制。由于扫描式测量采用了虚拟共轭基准齿面，所以从测量数据本身就可以判断齿面的接触斑点位置与形状，因而可以直观、有效地对齿面质量进行管理与控制。     

NC METHOD FOR GENERATION OF CONJUGATINGHYPOID GEARS BASED ON NC‘S FLEXIBILITY

It is known that manufacture of hypoid gears is difficult and complicated, the reason lies on the limitation of traditional mechanical machine tools. With the development of NC machine tools, there should be new ways of cutting this kind of gear. Therefore, an idea to generate gears with conjugating tooth surfaces is proposed, based on the "flexibility" characteristic of NC that means various motions, in a sense, can be performed arbitrarily on NC machine tools. Using this method, the direction of the contact path on tooth surfaces can be controlled, and also, theoretically, the generated tooth surfaces can transmit motion at specific transmission ratio curve.     

高齿准双曲面齿轮的轮齿加载接触分析

给出了准双曲面齿轮齿加载接触分析的数学模型和加载接触分析的求解方法，计算了高齿准双曲面齿轮和普通齿准双曲面齿轮副的加载接触过程，对比了两种齿轮在不同工况和安装误差条件下的齿面印痕、齿面载荷分布、齿间载荷分配和承载传动误差，证明了高齿准双曲面齿轮副齿面载载体分布、齿间载荷分配和承载传动误差，证明了高齿准双曲面齿轮副齿面载荷分布和齿间载荷的分配合理，接触印痕受安装误差的影响较小，具有较高的强度和较好的动态特性。     

Investigation of the Thermal Behaviour of Non‐metallic Curved‐Face‐Width Spur Gears

This paper describes a curved‐face‐width spur gear, specially designed for manufacture from non‐metallic materials. The benefits of this gear are the higher contact ratio, bending and Hertzian contact resistance, and greater tooth stiffness compared to standard spur gears. A modified geometry is proposed for the gear tooth, the height of which varies along the gear face width. Due to the reduction in tooth height, in sections away from the gear centre, lower sliding friction is expected, with consequences for the gear's thermal behaviour. The complex gear geometry makes the design of a die difficult; therefore the gears were cut on a milling machine, using a special kinematic generation process and related equipment. The tooth flank profile, an involute or near involute in sections away from the gear half‐width plane, as well as the flank surface quality determined by the single‐cutter tool used for gear manufacture, influence the meshing condition, and can be detrimental to the thermal behaviour of the gear. Experimental tests were carried out to examine the influence of load and speed on the temperature of the curved‐face‐width spur gears with modified geometry. The measured temperature of the non‐standard gear is further compared with the predicted temperature of plastic standard spur gears of the same specification.