新型圆弧齿线圆柱齿轮

文章分析了圆弧齿线圆柱齿轮的齿形特点，并介绍了它的几种加工方法及在国内的应用情况。     

圆弧齿线圆柱齿轮建模及接触应力分析

在分析圆弧齿线圆柱齿轮的加工原理及齿面方程的基础上,根据圆弧齿线圆柱齿轮的几何参数和在Matlab中得到的空间引导线,在SolidWorks中建立圆弧齿线圆柱齿轮三维模型,将其导入到分析软件ANSYS Workbench中,研究不同齿宽和不同齿线半径对其齿面接触应力的影响。分析结果对圆弧齿线圆柱齿轮的加工设计提供了理论参考。     

圆弧齿线圆柱齿轮啮合理论的研究

推导了新型齿轮──圆弧齿线圆柱齿轮的刀具齿面方程，接触线方程，共轭齿面及端面截形的方程，啮合面、啮合线方程，齿轮齿面与同心圆柱面的交线方程。求出了其齿面上的根切界限曲线和啮合界限曲线，并导出了其诱导法曲率的计算公式。     

新型圆弧齿线圆柱齿轮齿面方程及参数化建模研究

圆弧齿线圆柱齿轮是一种具有啮合性能好、重合系数大、传动平稳、噪声低、效率高、使用寿命长等特点的新型齿轮副,其能够很好的弥补现有齿轮传动副的不足。为了进一步研究其特性,根据旋转刀盘法加工圆弧齿线圆柱齿轮的原理和啮合原理,推导了其齿面方程;同时,利用二次开发技术,模拟旋转刀盘法完成了其参数化建模设计,提高了建模效率和有效性,为后续的仿真分析提供了正确的三维模型。     

圆弧齿线圆柱齿轮接触应力预测模型研究

针对目前圆弧齿线圆柱齿轮尚无显示的接触应力计算理论公式,以分析参数对其接触应力影响的问题,采用Kriging代理模型,建立了圆弧齿线圆柱齿轮的设计参数(齿宽、模数、压力角、齿线半径)与圆弧齿线圆柱齿轮接触应力之间的显示数学模型。同时采用鲸鱼优化算法(WOA)对Kriging模型变异函数的参数进行了优化,利用优化变异函数参数的Kriging代理模型,建立了齿轮设计参数与接触应力之间的显示数学模型,并在MATLAB仿真平台中进行了验证。仿真及研究结果表明:改进后算法的精度评价指标得到了提升,预测误差范围由[-2,4]缩小到[0,3],模型精度得到了明显的提高;该研究结果能够为其优化设计参数,并为研究各参数对其接触应力影响的显著性分析提供更加精确的数学模型。     

圆弧齿线圆柱齿轮传动副建模及接触强度分析

在分析圆弧齿线圆柱齿轮加工原理以及理想齿轮副啮合理论的基础上,得到了理想圆弧齿线圆柱齿轮的几何形状参数;基于三维建模软件UG NX8.0,完成其虚拟样机的制造;借助有限元分析方法研究了变齿线半径、变模数及变齿宽对圆弧齿线圆柱齿轮接触应力的影响机理。分析结果表明圆弧齿线圆柱齿轮的齿线半径、模数及齿宽与其接触强度有着密切关系且当其他相关参数一定且1.1b≤RT≤2b时,圆弧齿线圆柱齿轮的接触应力值最小。研究结论为圆弧齿线圆柱齿轮的设计及工程应用提供了相应的理论依据。     

圆弧齿线圆柱齿轮传动误差研究

为了研究圆弧齿线圆柱齿轮传动误差,提出了圆弧齿线圆柱齿轮传动的扭转振动模型,并利用3D模型建立动力学模型,分析齿宽、齿线半径、负载及转速等对传动误差的影响。研究表明,不同结构参数和工况时,传动误差在0附近周期性波动;传动误差幅值随着齿宽增大而先减小后增大;传动误差幅值随齿线半径增大呈"W"形变化,即先随齿线半径增大而先减小后增大,然后再随齿线半径增大而先减小后增大;传动误差幅值随负载和转速增大而增大。研究结果为齿轮系统的降噪、润滑、故障诊断及轮齿几何修形等提供了理论基础。     

圆弧齿线圆柱齿轮齿面设计与有限元分析

以弧线圆柱齿轮的啮合原理为基础,研究了圆弧齿线圆柱齿轮副的切削理论和相应设计方法,分析了圆弧齿线圆柱齿轮的齿面成形原理。采用了双面刀盘展成法,将刀盘旋转而成的切削锥面作为假想齿轮的齿面,模拟圆弧齿线圆柱齿轮的啮合过程,推导圆弧齿线圆柱齿轮的齿面方程,对圆弧齿线圆柱齿轮齿面进行数值仿真并实现了可视化。生成有限元网格模型,并导入到ABAQUS软件中进行有限元分析,将有限元分析结果与Hertz接触理论进行对比分析,结果表明,所建有限元模型合理。将分析结果与同尺寸圆柱齿轮结果进行对比,结果表明,圆弧齿线圆柱齿轮的接触强度较直齿圆柱齿轮有所改善。此外,通过对刀盘半径的三组尺寸算例进行比较分析,得到了刀盘半径尺寸与应力大小的关系。     

圆弧齿线圆柱齿轮减速器设计及传动性能分析

为了比较圆弧齿线圆柱齿轮与传统齿轮传动性能的优劣,根据ZQA50型渐开线斜齿轮减速器结构参数,对圆弧齿线圆柱齿轮减速器进行了结构设计,并建立了ZQA50型渐开线斜齿轮减速器和圆弧齿线圆柱齿轮减速器三维模型。利用UG/Open grip,二次开发了圆弧齿线圆柱齿轮三维模型;通过圆弧齿线齿条和毛坯之间的运动,完成了齿轮的切制,进而利用有限元分析了两种减速器传动性能的优劣。研究结果表明:圆弧齿线圆柱齿轮接触区域在齿宽中截面附近,重合度大;圆弧齿线圆柱齿轮接触最大应力比传统齿轮最大应力小;传动轴上应力的大小满足强度设计要求,即圆弧齿线圆柱齿轮传动性能比传统齿轮优越。     

圆弧齿线圆柱齿轮根切问题的研究

圆弧齿线圆柱齿轮于 1975年由美国发表专利 ,它具有优良的啮合特性 ,近年来在煤矿和冶金等行业得到了成功的应用 ,但迄今为止有关其啮合理论的研究还很不足 ,本文从啮合理论的角度对该种齿轮在加工过程中是否存在根切现象及如何避免根切等问题进行了研究 ,所得结论可供设计、生产该种齿轮时参考。     

圆弧齿线圆柱齿轮的数控滚切机理与试验研究

提出了一种利用标准齿轮滚刀滚切圆弧齿线圆柱齿轮的数控加工方法。探讨了圆弧齿线圆柱齿轮的数控滚切成形机理，推导了数控插补计算式，介绍了共轭齿轮对的制造方法。在CNC滚齿机上的实切试验表明，该工艺可获得与直齿轮同等的齿形精度与加工效率。     

弧齿线圆柱齿轮齿面形成原理及啮合性能分析

弧齿线圆柱齿轮是一种新型齿轮,它具有承载能力高、使用寿命长、传动平稳性好、对轴线平行度误差适应性强、无轴向力等一系列优点。但由于该齿轮发展历史不长,我们在理论上还缺乏系统性的研究,这就给该齿轮的设计应用带来了困难。文中着重从弧齿线圆柱齿轮齿面的形成原理及啮合特性方面对该齿轮进行了分析和研究,推导出被加工齿轮齿面方程,目的在于为该齿轮的设计提供必要的理论依据。     

渐开线少齿差传动设计参数的选择

本文对渐开线少齿差传动的主要限制条件与参数选择问题进行了讨论，提出了一种简明的参数选择方法，提供了参数选用推荐值。     

变长线齿轮齿形系数的计算

本文介绍了变长线齿轮齿形系数的计算方法。为求解危险应力点的有关参数，文章基于微分几何理论，对长幅渐开螺旋面等距曲面（变长线轮齿的齿面）作了几何描述，给出了曲面主法曲率的计算公式；介绍了用边界元法直接确定危险应力点，从而计算齿形系数的方法。     

活齿端面齿轮传动端面齿轮加工方法的探讨

通过分析活齿端面齿轮传动的原理,对其中端面齿轮齿面模型与锥齿轮的结构差异进行了比较,并由此探讨了对锥齿轮刨齿机进行改造以实现端面齿加工的方法。     

不用滚齿机加工齿圈齿形的新方法

研制一种大型齿圈齿形加工的新方法,该方法加工齿圈的直径没有上限。介绍了其加工原理、主要参数的选择计算和切削试验结果。     

弧齿线圆柱齿轮全修形齿面的CNC修形加工方法

针对弧齿线圆柱齿轮全修形齿面的修形控制问题,提出一种在展成加工的同时对齿廓和齿线两个方向进行修形控制的加工方法。通过调整直刃刀盘的展成运动回转半径,实现齿面齿廓方向的修形量控制;通过调整刀倾角,实现齿面齿线方向的修形量控制。基于空间运动学原理,利用矢量旋转公式,在具有倾角的数控机床上与普通多轴联动数控机床上展成加工齿面时,保持刀具和工件的相对位置和相对运动相同,进行两类机床之间的运动转换,建立机床运动控制方程,从而实现弧齿线圆柱齿轮在普通多轴联动数控机床上的修形加工。并通过试件的切削试验和齿面接触分析试验,证明所提出的修形加工方法和分析的加工运动方程的正确性。与弧齿线圆柱齿轮传统的加工方法相比,这种加工方法效率高,运动关系简单,便于推广应用。     

与阿基米德螺旋平面齿轮啮合的弧齿线圆柱齿轮齿形研究

针对文献［１］所提出的一种新型弧齿线圆柱齿轮传动,在对该种齿轮副建立数学模型的基础上,对弧齿线圆柱齿轮的齿形进行了分析和计算,为进一步研究其传动性能打下了基础。     

直齿锥齿轮齿廓圆弧修形

以理论渐开线直齿锥齿轮修形减振为目的,用圆弧曲线对直齿锥齿轮进行齿廓修形,以减小齿轮传动误差和啮合刚度的波动为衡量标准,同时确保载荷变化呈平稳过渡。静态计算结果表明,齿廓圆弧修形齿轮具有较好的减振效果。     

圆弧齿线圆柱齿轮加工机床运动链设计与误差分析

圆弧齿线圆柱齿轮(CATT)将圆弧运用于齿轮齿线上,接触形式不同于传统齿轮,具有更强的承载能力和更高的平稳性,具有广阔的应用前景。分析CATT的加工原理,设计了CATT加工机床的各个运动部件及相应的运动链。基于多体动力学理论,综合考虑机床各个部件的误差,建立CATT加工机床运动链的误差分析模型。以一典型加工件为例对CATT加工机床进行误差分析,得出x轴运动部件的定位误差和直线度误差、B轴转动部件的跳动误差和轴向窜动误差对总的空间误差的影响最大,在机床设计时要重点控制,从而为CATT加工机床的设计提供了重要依据。