基于UG/NX的齿轮参数化建模技术研究与实现

齿轮作为一种通用的传动机构，有其特殊的设计和加工方法。介绍了齿轮渐开线的形成原理。在UG／NX中，建立了生成渐开线的变量表达式，通过样条曲线拟合的方法，生成齿轮的完整渐开线轮廓，采用特征操作技术生成了渐开线齿轮的三维模型。     

基于Pro/E的非标齿廓变位直齿轮的参数化建模

针对非标齿廓齿轮,尤其是有变位的非标齿廓的渐开线齿轮的的模型很难精确建立的问题,根据渐开线生成原理和理论公式,在Pro/E中利用方程建立渐开线,保证了渐开线齿轮齿形的准确性。利用Pro/E软件的参数化技术,通过建立齿轮各个变量及与之相啮合齿轮的变量与齿轮基本参数关系,实现非标齿廓的渐开线变位直齿轮的三维参数模型的精确建立,为产品的系列化结构设计及CAE分析提供了可靠的依据。     

基于UG的渐开线齿轮全参数化设计

介绍了基于UG的渐开线直齿轮参数化建模过程中关键问题的解决方法,分析了渐开线形成过程中各参数的几何关系,通过参数化控制渐开线长度及渐开线生成位置,利用表达式抑制功能控制齿数变化时齿轮模型生成。建模结束后,改变齿轮基本参数就可得到相应参数的齿轮模型。     

基于Pro/E的角变位斜齿轮参数化精确建模研究

综合运用Pro/E软件的参数化技术对渐开线角变位斜齿轮参数化的精确建模设计进行了研究,以角变位斜齿轮加工和渐开线齿廓生成原理为基础,对比斜齿轮一般建模方法,从前齿廓截面、后齿廓截面的建立和螺旋线生成三个方面,提出了精确的角变位斜齿轮参数化建模方法,实现了角变位斜齿轮精确建模设计。     

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。       

基于Pro/E的渐开线角变位斜齿轮参数化设计

参数化设计方法作为一种全新的设计方法现已广泛用于工业界.充分运用Pro/E软件的参数化技术,实现渐开线角变位斜齿轮的三维参数化建模.依据渐开线生成的基本原理和理论公式,在方程编辑器中输入渐开线的笛卡尔坐标方程,从而生成精确的齿轮轮廓渐开线;根据角变位斜齿轮各参数的计算公式,精确创建了齿廓曲线;利用扫描混合和阵列命令创建斜齿轮的轮齿特征.参数化设计为齿轮的装配和模拟仿真提供了基础,使机械产品的CAD/CAFJCAM成为可能.     

基于正弦齿条的齿轮及其齿廓曲线

提出了一种以正弦曲线为生成齿条的齿廓曲线的新型齿轮。与渐开线的生成齿条不同，正弦齿条的设计齿形角与齿轮高度、齿轮厚度之间具有一定的关系。设计压力角增大，则齿轮高度减小、厚度增大。因此，当压力角大时有利于增强齿轮强度。通过齿廓图形仿真发现，正弦齿条生成的齿轮发生根切的倾向明显小于渐开线齿轮，所生成齿轮的齿廓与双圆弧齿轮相似，因而接触强度和弯曲强度要高于渐开线齿轮。     

基于AutoCAD的二维渐开线齿轮造型方法研究

齿轮是机械传动中不可或缺的零件,目前大部分的齿轮都采用渐开线齿廓。对如何绘制齿轮轮廓线、进而生成齿轮三维图形一直都是工程人员比较棘手的问题。文中基于AutoCAD软件平台,根据渐开线齿廓的形成特点及参数方程,详细介绍了二维渐开线齿轮的造型方法以及如何得到足够精确的渐开线齿轮轮廓,为后续设计奠定了基础。     

插值法构建渐开线圆柱齿轮模型

对插值法生成渐开线圆柱齿轮的渐开线方法进行了分析,分别讨论了Matlab生成差值和Excel生成差值以及软件生成渐开线的方法,分析研究了直齿圆柱齿轮和斜齿圆柱齿轮的造型。对渐开线圆柱齿轮的精确快速造型和齿轮分析及加工有着重要的意义。     

基于CATIA的齿轮精确渐开线参数化建模

介绍了利用三维软件CATIA生成齿轮的全新方法,并建立了齿轮参数化三维模型。通过 f（x）输入齿轮的基本参数,通过fog输入渐开线参数方程,利用草图、凸台、混合、平行曲线、圆角、外插延伸等生成精确的齿轮渐开线,建立精确的齿轮三维模型。     

双渐开线齿轮振动特性的试验研究

在电功率流封闭式齿轮试验台上对渐开线齿轮、双渐开线齿轮进行了同参数、同工况下的性能对比试验。试验结果及振动特性分析显示 ,双渐开线齿轮具有优良的动力学特性 ,是一种性能优良的新型齿轮 ,具有广泛的发展前途和应用前景     

测头半径对1级渐开线样板齿廓偏差测量的影响

按齿轮渐开线样板国家标准推荐,1级齿轮渐开线样板的齿廓形状偏差需从展开长度3或5 mm开始计值,齿根部非计值区间对应渐开线弧长仅为0.03～0.18 mm,导致1级齿轮渐开线样板齿根部的渐开线齿廓难以精确测量。为了能更好发挥1级齿轮渐开线样板的量值精准传递作用,分析了1级齿轮渐开线样板结构的特殊性以及测头半径对渐开线齿廓偏差测量结果的影响,结果表明,在齿根展开角误差时,测头半径引入的测量误差会随着测头半径的增大而增大,并随着展开长度的减小而增大,在基圆附近的测量误差可以达到齿廓偏差的50%～200%;当仅渐开线齿面存在加工误差时,测头半径引入的测量误差和展开长度受影响的范围会随着测头半径的增大和被测渐开线基圆半径的增大而增大,在齿根部展开长度10%的范围内测量误差约齿廓形状偏差的10%～60%。通过选取测头半径r_p=0.5和2.5 mm的测头对同一齿轮渐开线样板验进行了测量实验验证了上述结论。研究为1级齿轮渐开线样板的精密制造、精密测量及使用展开长度区间选取提供了支持。     

球齿轮渐开线齿廓曲面磨削加工方法研究

球齿轮是在其球冠面上分布着一道道环形齿的新型齿轮。在分析球齿轮形状特征的基础上,将普通齿轮的范成法加工原理推广应用到球齿轮渐开线齿廓曲面的磨削加工上,形成了球齿轮渐开线齿廓曲面的范成法精密磨削加工方法。并设计了五自由度的加工机床方案。该方案的创新之处在于当球齿轮与盘形砂轮进行啮合运动时,球齿轮并不是绕过球心的竖直轴转动,而是绕平行于过球心的竖直轴的轴转动,盘形砂轮的运动是在二维平面内的平动。推导出了球齿轮渐开线齿廓曲线曲面的参数方程,仿真和实际的加工实验验证了该方案的正确性。     

螺旋渐开线齿轮的齿面生成研究

针对圆柱型螺旋渐开线齿轮不易滚削加工的问题,构造出一种碟形螺旋渐开线齿轮,使其滚削加工成为可能。根据齿轮啮合原理及特殊的加工方法,由产形齿条的齿面方程,推导了碟形螺旋渐开线齿轮的渐开螺旋面、过渡曲面及齿根面的方程。采用MATLAB编程得到碟形螺旋渐开线齿轮齿面的点三维坐标值。由生成的齿面上点的三维坐标值,在Pro/E中构建了碟形螺旋渐开线齿轮精确实体模型,为该齿轮的接触分析与有限元分析奠定了基础。     

螺旋渐开线齿轮的齿面生成研究

针对圆柱型螺旋渐开线齿轮不易滚削加工的问题,构造出一种碟形螺旋渐开线齿轮,使其滚削加工成为可能。根据齿轮啮合原理及特殊的加工方法,由产形齿条的齿面方程,推导了碟形螺旋渐开线齿轮的渐开螺旋面、过渡曲面及齿根面的方程。采用MATLAB编程得到碟形螺旋渐开线齿轮齿面的点三维坐标值。由生成的齿面上点的三维坐标值,在Pro/E中构建了碟形螺旋渐开线齿轮精确实体模型,为该齿轮的接触分析与有限元分析奠定了基础。     

双渐开线齿轮齿廓参数优化及滚刀设计

双渐开线齿轮是一种新型渐开线齿轮。这些齿轮的齿廓由两组渐开线和连接它们的过渡曲线组成，形成阶梯形。基于等强度原则，利用有限元关于接触强度、弯曲率强度分析计算结果，建立了双渐开线齿轮齿廓参数优化数学模型，并进行优化，给出双渐开线齿轮滚刀前刀面齿廓方程，并利用优化结果，设计、加工出双渐开线齿轮滚刀。     

基于Pro/E的渐开线变位齿轮参数化建模

为了简化渐开线变位齿轮的建模过程,建立了同一齿或齿槽上的的齿廓方程,利用该方程能够直接绘制齿轮两齿廓线,有效的减少了操作步骤。首先推导出标准外齿轮同一齿槽上的渐开线方程,然后在此基础上推导了正变位外齿轮的齿廓方程,并同理得出内齿轮的齿廓方程。该方程适用于标准齿轮及正负变位齿轮。最后根据所得方程对齿轮进行建模,利用Pro/E的Program功能建立了各参数间的关系式,使建模过程得到了进一步的简化,提高了效率。     

渐开线齿轮模态分析

建立了渐开线齿轮的精确模型,分析了齿轮参数对固有振动特性等的影响,所得结论反映了齿轮的动力学性能,为振动响应求解做了必要的准备。     

非对称渐开线直齿轮的有限元模态分析

基于Pro/E软件建立了非对称渐开线直齿轮的参数化模型,通过ANSYS软件建立了齿轮的有限元模型,并对有限元模型进行模态分析,得到了非对称/对称渐开线直齿轮的固有频率和振型分布。结果表明：渐开线直齿轮固有频率的变化与齿轮两侧的压力角无关,是稳定的;固有频率相对于与工作齿侧和非工作齿侧压力角之和呈现递增—稳定—递减的关系;渐开线直齿轮的最大变形量,随着频率的变化是阻尼正弦衰减的,并逐渐收敛到同一临域内,与齿轮两侧的压力角分配无关。