修形梳齿刀适应性设计原理及CAD方法研究

介绍了采用修形梳齿刀实现对渐开线圆柱齿轮的齿廓修形时的齿廓修形K框图的制定方法,将修形曲线分解为分段渐开线.由此计算出梳齿刀对应的修形齿形角;鉴于修形偏正量在试验的基础上动态可调,研究通过包络仿真检验预设节圆半径对修形偏正量的适用性,实现修形梳齿刀的适应性设计.     

渐开线修缘齿轮直齿梳齿刀的设计

根据渐开线圆柱齿轮修缘的需要,为充分发挥梳齿工艺的技术优势,利用直线与圆弧相切的几何特性,优化梳齿刀基准齿形的齿廓修形曲线为圆弧,包络出外摆线对齿轮渐开线齿廓的齿顶附近进行有意的修削。探讨了在正前角切削工况下直齿梳齿刀的设计原理和方法,为齿轮修缘提供了一种优化、简捷有效的解决方法。     

渐开线圆柱齿轮齿顶修形梳齿刀的设计及模拟加工

根据产品渐开线圆柱齿轮齿顶修形的需要,提出了一种修形梳齿刀的齿形计算方法。在AutoCAD中运用AutoLISP语言进行编程,模拟了修形梳齿刀切齿的展成过程。在实际生产之前即可检验刀具设计的合理性,为类似大模数齿轮修形刀具的设计提供了一种解决方法。     

采用内摆线修根的渐开线齿轮梳齿刀

利用直线与圆弧相切形成光滑曲线的几何特性,通过优化梳齿刀基准齿形齿顶的齿廓修形曲线为圆弧,切齿时包络出内摆线对齿轮渐开线齿廓的齿根附近进行修削。采用梳齿刀修根其技术经济效益明显优于磨、滚、插齿,尤其适合加工主动轮齿数很少的大模数、大传动比,精度和硬度较高的宽齿面齿轮副,并从理论上解决了刀具在展成过程中共轭齿形不会出现反折尖点的技术难点。探讨了在正前角切削工况下,采用圆弧修形直齿梳齿刀的设计方法,为齿轮修根提供了一种较优的工艺方案。     

渐开线圆柱齿轮齿廓修形量对轮齿应力的影响

通过对渐开线齿轮修形的分析与研究,采用新的修形方法对渐开线齿轮非工作面进行修形,并建立渐开线齿轮非工作面齿廓方程,根据齿廓方程建立不同修形量的有限元模型,运用Ansys Workbench对单个轮齿进行静力有限元分析,得到齿轮齿根应力云图,通过不同修形量之间的对比,得到修形量与齿根应力变化关系。结果表明,对齿轮进行修形可改善轮齿应力分布,随着修形量的增加,齿根应力呈现减小的趋势。     

渐开线直齿圆柱齿轮参数化修形与应用软件开发

根据渐开线圆柱齿轮的齿廓方程表达式,在ANSYS中建立齿轮的参数化模型,对齿轮进行接触有限元分析,得到齿轮最大接触应力。依据经验公式确定齿轮直线修形的最大修形量和修形角度,利用APDL的参数化设计语言对齿轮进行修形。对修形后的齿轮进行接触分析,通过比较修形前后齿轮的最大接触应力,确定最佳修形量。基于Visual Basic6.0开发了渐开线直齿圆柱齿轮参数化修形应用软件,对ANSYS后台调用,实现了参数化有限元分析。     

基于齿廓修形的齿轮微点蚀性能试验

对渐开线齿轮的齿顶和齿根进行齿廓修形,并将修形齿轮和未修形齿轮放置在接触疲劳试验台上进行对比试验,通过测量齿廓波动偏差和齿面形貌观察了齿面微点蚀的变化情况.结果表明,相同循环次数下,修形齿轮的微点蚀深度和面积都远小于未修形齿轮;修形齿轮的微点蚀扩展速率也远小于未修形齿轮.当齿轮出现接触疲劳失效时,修形齿轮的循环次数要远高于未修形齿轮的循环次数.由此可以判定,该齿廓修形在很大程度上提升了齿轮的抗微点蚀能力和接触疲劳性能.     

小角度相交轴渐开线圆柱与变厚齿轮传动修形啮合特性分析

推导了考虑齿向修形与齿廓修形条件下的渐开线变厚齿轮齿面数学方程,采用有限元法建立了相交轴渐开线圆柱与变厚齿轮副有限元啮合模型,研究了单独齿向修形,单独齿廓修形与组合修形等不同的修形方式和修形量对接触印痕、齿根应力与传动误差的影响规律。结果表明:与修形前相比,变厚齿轮和圆柱齿轮单独齿向鼓形修形使得齿面接触区域减小,齿面接触应力与齿根弯曲应力增大,传动误差峰峰值增加;圆柱齿轮齿向边坡修形可以使得接触印痕从小端移动至轮齿中部,解决偏载现象;齿廓鼓形修形使得接触印痕呈现增大趋势,可以消除边缘接触现象;接触印痕对齿廓边坡修形最为敏感;变厚齿轮齿廓鼓形修形和圆柱齿轮齿向边坡修形的组合修形方式明显增加接触印痕面积,降低接触应力和传动误差。     

直齿圆柱齿轮齿向修形及渐开线展开长度的近似计算

介绍了目前最重要、最常用的一种齿向修形方法,鼓形齿及其结构设计、鼓形量的确定、鼓形中心的选择等;同时推导出渐开线展开长度的近似计算公式.为齿轮的加工、检测及齿廓修形提供了研究基础.     

修形齿轮端面重合度的计算

修形齿轮在工程中应用很广泛,修形可分为齿廓修形和齿向修形。其加工工艺通常为滚齿(滚刀为磨前滚刀)加磨齿。修形齿轮齿廓上通常带有修缘和挖根,渐开线长度与非修形齿轮不同,因此其端面重合度的计算方法也有所不同。通过探讨齿廓修形齿轮,研究了其端面重合度的计算方法。该方法基于Auto CAD二次开发,使用编制的VB程序实现。主要步骤分三步:首先,根据滚刀参数采用范成法原理仿真滚齿加工,得到粗加工齿形;其次,依据留磨余量计算出磨齿后渐开线,利用布尔运算得到磨齿后齿形;最后求出渐开线起始点、终止点及配对齿轮的有效渐开线起始点和终止点,并计算出端面重合度。最后与德国齿轮强度计算软件ST-Plus计算出的结果做对比,证明该方法的正确性。