基于椭圆齿顶刀具的渐开线齿轮齿根过渡曲线的研究

提出了加工齿轮刀具顶部设计成椭圆弧段,生成的曲线作为渐开线齿轮的齿根过渡曲线,对刀具椭圆方程进行求解,并利用齿廓法线法求解了齿根过渡曲线方程。进行齿轮的齿根过渡曲线干涉分析,通过ANSYS软件对齿轮弯曲强度进行有限元分析,并与基于单圆弧齿顶刀具的渐开线齿轮弯曲强度对比。结果表明:该齿轮不会发生齿根过渡曲线干涉,并且能够得到与基于单圆弧齿顶刀具的渐开线齿轮基本相同的弯曲强度。     

基于ANSYS的齿根过渡曲线形状优化研究

齿根过渡曲线形状对齿轮强度的影响很大。利用SolidWorks齿轮参数化建模,其中齿根过渡曲线采用多段圆弧;基于啮合齿轮的接触分析,以齿根最大von-Mises应力的极小值为目标变量,采用ANSYS Workbench对齿根过渡曲线形状进行了优化研究,优化后的过渡曲线可以大幅度改善齿轮齿根受力情况、降低齿轮损坏的机率。通过实验验证了本方法的可行性,同时对获取最佳齿根过渡曲线形状具有理论指导意义。     

一种齿根过渡曲线的求解方法

齿轮齿根过渡曲线是精确校核齿根弯曲强度和计算齿轮体积的重要计算依据,但是目前常用一个过渡圆弧近似的估算齿根过渡曲线,这就导致在用齿根过渡曲线做相关计算时引起较大的误差。通过分析范成法加工齿轮过程,建立了齿根过渡曲线的成形机理和数学模型,结合反转法和坐标变换推导出齿根过渡曲线的数学方程。把计算出的齿根过渡曲线与目前常用估算的齿根过渡曲线进行比较后,发现推导出的齿根过渡曲线与实际加工出的齿根过渡曲线相吻合,估算的齿根过渡曲线较多的去除了齿轮齿根部位的金属,与实际加工出来的齿根过渡曲线存在差异。     

基于空间接触的齿根过渡曲线对齿轮弯曲强度影响分析

在齿轮基本尺寸不变的情况下提高渐开线齿轮强度是一个重要课题。提出一种基于实际物理力学模型的渐开线斜齿轮三维模型空间多齿对同时接触的分析方法,应用Pro/E软件,以齿根过渡曲线分别为典型的双圆弧和单圆弧的两对变位斜齿轮模型为研究对象,按照一定的啮合角度变化,得到全方位接触分析结果,确保齿根弯曲强度结果的较高可靠性。通过对两种齿轮齿根应力的比较得出结论:算例中过渡曲线为双圆弧的齿轮齿根应力约为单圆弧齿轮齿根应力的1.3～1.5倍。最后通过VB(Visual basic)语言对Catia软件进行二次开发的方式仿真加工出上述两种齿轮模型,并在相同条件下进行有限元分析。在仿真加工出齿轮模型的齿根过渡圆弧曲率半径不完全一致的情况下,其齿根应力也满足1.3～1.5倍的结论。该分析方法可为齿根单圆弧齿轮的推广与应用提供基础支持。     

基于高弯曲强度的齿轮过渡曲线分析

齿根过渡曲线是影响齿轮弯曲强度的重要因素。为了提高齿轮弯曲强度,延长齿轮的工作寿命,从齿轮根部过渡曲线的加工刀具设计入手,分别考虑圆角刀顶、单圆弧刀顶、双圆弧刀顶,建立齿轮过渡曲线成形方程,确定齿轮根部强度敏感部位和应力集中系数的关系模型,探究齿轮不同过渡曲线对齿轮弯曲强度的影响,用有限元法对理论分析计算的结果进行验证。研究表明:使用双圆弧刀顶的刀具加工出的齿轮,其齿根弯曲强度比普通齿轮的齿根弯曲强度有很大提高,为高弯曲强度齿轮设计提供理论依据。     

滚齿加工的齿轮齿根过渡曲线

对滚齿加工出的斜齿轮的端面内齿根过渡曲线的形状和曲线方程进行了研究,指出滚刀齿顶圆弧在齿轮端截面内的廓形已变为椭圆弧,在斜齿轮端截面内刀顶对应部分形成的齿根过渡曲线不能用圆弧代替计算,否则将严重影响齿根过渡曲线描绘的准确度,进而影响到在此基础上的齿根强度、加工干涉性、刀具设计、三维造型等一系列分析、研究工作的结论正确性。重点研究分析了滚刀齿顶端截面椭圆弧方程以及对应形成的齿轮端截面内齿根过渡曲线方程的推导和建立,并将研究成果应用于自编的齿轮加工验算软件予以应用和验证。     

切顶齿轮滚刀的基准齿形

论述了切顶齿轮滚刀基准齿形的确定原则,分析了切顶齿轮滚刀齿根圆弧刀刃的展成齿形——切顶齿轮齿角过渡曲线的特征,提出了合理选择滚刀齿根圆弧半径的依据。     

大顶隙长齿齿轮高弯曲承载能力关键技术研究

顶隙系数、齿高系数等齿形参数是影响齿根过渡曲线形状的重要因素,而不同过渡曲线对应齿根弯曲承载能力不同。为了取得高弯曲承载能力,延长齿轮的使用寿命,从齿轮根部过渡曲线的刀具加工设计入手,分别考虑齿条型双圆弧刀顶、单圆弧刀顶,建立齿轮过渡曲线数学模型,确定齿根局部应力折截面计算模型,探究两种过渡曲线下高弯曲承载能力齿轮的齿高系数及顶隙系数最优变化范围,进而分析齿高系数、顶隙系数对齿根弯曲承载能力的影响,并用有限元对理论分析进行验证。研究表明:在特定的过渡曲线模型下选取合理的齿高系数及顶隙系数,齿根弯曲承载能力有较大提高,这为高弯曲强度齿轮设计提供理论依据。     

直齿锥齿轮轮齿体积的计算

应用数学分析方法，考虑齿轮齿根过渡曲线，给出了直齿锥齿轮任意锥距处的当量齿轮轮齿横截面积的精确表达式。其当量齿轮轮齿横截面积与该当量齿轮的齿根圆和齿顶圆所包含的扇形环面积之比，是一个与当量齿轮模数无关的常数，由此导出了直齿锥齿轮轮上他体积的精确计算式。     

渐开线圆弧螺旋锥齿轮根切问题研究

深入研究了渐开线圆弧螺旋锥齿轮根切问题。根据齿轮啮合原理,应用微分几何学方法,建立了圆弧螺旋锥齿轮的根切齿数的求解方法,推导出了圆弧螺旋锥齿轮最少根切齿数的计算公式,该公式简单、准确、实用,且同样适用于直齿圆锥齿轮和斜齿圆柱齿轮。为圆弧螺旋锥齿轮的设计制造提供了理论依据。     

STUDY ON DOUBLE CIRCULAR ARC PROFILE SPIRAL BEVEL GEAR TRANSMISSION

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螺旋锥齿轮参数化精确建模

以齿轮啮合原理为基础,阐述了球面渐开线螺旋锥齿轮齿廓的形成机理,建立了螺旋锥齿轮齿面点坐标参数方程,构建了格里森制螺旋锥齿轮数学模型.利用基于Pro/E参数化建模方法,创建了螺旋锥齿轮单齿齿形,用阵列操作,建立了完整的螺旋锥齿轮三维实体造型,并通过运动仿真验证了该建模的精确性,为螺旋锥齿轮设计与制造研究提供了一种参数化设计方法.     

高齿弧齿锥齿轮的承载啮合仿真和动态性能试验

研究了高齿弧齿锥齿轮和普通弧齿锥齿轮的加载接触过程，对比了二者在载荷作用下的齿面载荷分布、齿面加载接触印痕和承载传动误差，计算了齿根弯曲应力。在台架试验台上测定了高齿弧齿锥齿轮和普通弧齿锥齿轮的噪声和振动量，实验证明高齿弧齿锥齿轮齿面载荷分布合理，弯曲应力较小，具有较低的噪声和较好的动态特性。     

弧齿锥齿轮精加工工艺方法综述

分析弧齿锥齿轮热处理后精加工原理,归纳出各种加工方法的特点和应用范围。为了消除弧齿锥齿轮热处理后的变形,采用珩齿、硬齿面刮削、磨齿、研齿加工工艺。根据以上加工方法特性,介绍了UMC/UMG磨削技术的应用和弧齿锥齿轮的新型加工方法。     

双圆弧弧齿锥齿轮技术的研究现状

概述近年来弧齿锥齿轮设计与啮合理论、轮齿接触分析、动力学等方面取得的进展,对双圆弧弧齿锥齿轮研究现状进行了综述,并对今后的研究作了展望.     

基于螺旋非圆齿轮变速装置设计研究

为增加变速器带载换挡能力,解决摩擦片发热烧毁等问题,提出利用非圆齿轮传动替代摩擦传动换挡结构;研究渐开线变厚齿面形成原理,通过增加共轭齿条周向纯滚动和轴向运动约束条件,建立螺旋非圆齿面包络加工数学模型,描述共轭齿条各段齿面失径,推导螺旋非圆齿面方程;利用数值计算实例验证了数学模型的正确性,分析非圆齿的几何特征与轴向移动速度之间的关系,说明共轭齿面仍为线接触;通过对锥齿轮组进行详细设计与动力学仿真,结果显示角速度输出曲线较为平稳,仍存在一定轻微冲击;搭建基于机电检测方案的锥齿轮组自动变速装置试验平台,实现了档位自动变换功能,进一步验证了螺旋非圆齿轮基本啮合原理且锥齿轮组改造设计方案具备一定的可行性。     

加载螺旋锥齿轮接触轨迹变化规律的研究

螺旋锥齿轮的接触轨迹直接反映传动质量,基于加载接触有限元分析原理,给出螺旋锥齿轮有限元加载接触分析模型的构建方法,取一对三齿螺旋锥齿轮模型,研究在轻载和重载情况下轮齿的接触力变化情况,得到载荷对接触轨迹及传动误差的影响规律,为高质量弧齿锥齿轮传动提供了一种设计方法与手段。     

弧齿锥齿轮数控加工主动控制方法研究

以弧齿锥齿轮数控加工原理为基础,阐述了齿面啮合需要满足的一阶接触条件和二阶接触条件,建立了以工件齿轮转角为参数,表示铣齿刀盘中心运动与工件齿轮旋转运动关系的切齿加工运动函数。将该运动函数运用于自主开发研制的弧齿锥齿轮数控铣齿机中,实现了对弧齿锥齿轮数控铣齿加工的主动控制。最后通过实例验证了这种控制方法的可行性和有效性。     

弧齿锥齿轮的接触特性研究

根据弧齿锥齿轮的加工原理，建立了弧齿锥齿轮的切齿共轭方程，在考虑误差和支承刚性的条件下，对锥齿轮的接触特性进行了研究，并分析计算了误差及支承刚性对齿轮副的接触印痕和运动曲线的影响。     

对数螺旋锥齿轮建模优化与加工检测

为了提高对数螺旋锥齿轮三维精确模型的精确性和准确性,提出了基于MATLAB和Pro/E的对数螺旋锥齿轮离散化建模方法。首先,根据对数锥齿轮的形成原理建立齿面方程;然后,根据齿轮的具体参数计算齿面边界条件;接着利用MATLAB计算出齿面离散坐标点,将这些坐标点导入到三维建模软件Pro/E中,利用其逆向工程模块建立齿面的离散模型。以Pro/E为二次开发平台,运用C语言编程建立只需要输入相应参数即可自动完成锥齿轮创建的程序,为后续锥齿轮的静力学分析、动力学分析和齿面修形奠定了基础。