渐开线椭圆齿轮齿廓数学建模与图形仿真

提出了一种渐开线椭圆齿轮齿廓造型的新方法。首先,根据对渐开线齿廓形成原理和渐开线齿轮任 意圆上的齿厚公式的分析,建立了插齿刀的渐开线圆柱齿轮齿廓的数学模型。其次,建立插齿刀与椭圆齿轮毛坯即 节曲线在共轭时的几何位置关系,使插齿刀作纯滚动,再用啮合方程将这两个模型结合起来,获得椭圆齿轮齿廓曲 线加工数学模型。第三,在加工过程中,为保证刀具和齿坯之间的范成关系,刀具在齿坯节曲线上滚过的弧长等于 刀具绕其自身回转中心转过的弧长。最后,用计算机图形仿真的方法获得了椭圆齿轮的渐开线齿廓曲线图形,验证 了该数学模型的正确性和有效性。     

应用大碟形刀具加工面齿轮的理论分析

为了提高大碟形(渐开线齿廓)刀具(滚刀或砂轮)加工面齿轮的效率,提出了一种无进给运动的大碟形刀具加工面齿轮的方法. 设计了碟形刀具,分析了用无进给运动的大碟形刀具制造面齿轮的加工原理,通过坐标变换建立了面齿轮的齿面方程和过渡曲面方程. 增加一个转角很小的附加运动以降低齿面误差,避免齿面干涉. 应用齿面接触分析说明了面齿轮的啮合性能. 计算实例表明:大半径碟形刀具和附加运动能加工出齿面精度较高的面齿轮,最大齿面误差为19 μm. 齿面接触分析表明这种面齿轮的啮合性能不亚于理论面齿轮的啮合性能.     

Logix齿轮齿廓上N-P点的基圆圆心轨迹方程

Logix齿轮是依据全新的齿形理论所提出的一种新型齿轮.基于Logix齿轮的形成原理和啮合理论推导了Logix齿条、齿轮齿廓上N P点的基圆圆心方程,为建立齿廓上微段渐开线的方程进而得到完整的Logix齿廓数学模型奠定了理论基础.     

Logix齿轮齿廓上N—P点的基圆圆心轨迹方程

Logix齿轮是依据全新的齿形理论所提出的一种新型齿轮．基于Logix齿轮的形成原理和啮合理论推导了Logix齿条、齿轮齿廓上N-P点的基圆圆心方程，为建立齿廓上微段渐开线的方程进而得到完整的Logix齿廓数学模型奠定了理论基础．     

齿廓三维滚切成形的运动数学模型

建立了滚刀滚切成形齿轮齿廓的通用三维运动数学模型,给出了滚刀刀刃上任一切削点和展成工件齿廓上的被切削点间的坐标关系．据此,可由ＣＮＣ滚齿机柔性控制滚刀各个刀刃在工件上的滚切包络位置,以成形任意齿廓的工件．从而为范成法加工任意齿形的齿轮奠定了理论基础．     

齿廓三维滚切成形的运动数学模型

建立了滚刀成形齿轮齿廓的应用三维运动数学模型,给出了滚刀刀刃上任一切削点和展成工件齿廓上的切切削点间的坐标关系。据此,可由ＣＮＣ滚齿机柔性控制滚刀各个刀刃在工件上的滚切包络位置,以成形任意齿廓的工件。从而为范成法和加工任意齿形的齿轮奠定了理论基础。     

内啮合渐开线变位齿轮传动的干涉线图

本文系统介绍了日本学者雨角宗晴、白井恭、吉本勇的研究成果——内啮合渐开线变位齿轮传动的干涉线图。干涉线图是根据一对内齿轮传动齿廓不发生重叠干涉、齿顶干涉、过渡曲线干涉、径向干涉、渐开线干涉、根切、齿顶和齿底槽变尖等13项限制条件计算绘制的,这些干涉线图为正确设计渐开线变位内齿轮传动提供了捷径和资料。     

齿根过渡曲面对正交面齿轮弯曲强度影响

为更加真实有效地分析正交面齿轮弯曲强度,本文推导了正交面齿轮齿面方程及齿根过渡曲面方程,构建了正交面齿轮的全部齿廓,并利用Pro/E软件分别生成了两种全齿廓正交面齿轮三维实体模型。基于内切抛物线理论分析论证了正交面齿轮的最大弯曲应力位置是在沿齿高方向齿面的上半部分而非齿根处。利用ANSYS软件分别对齿顶圆角和齿顶尖角插齿刀所切制的两种面齿轮三齿模型进行了弯曲强度分析。研究结果表明,齿顶圆角插齿刀所切制的齿根过渡曲面提高了正交面齿轮的弯曲强度。     

摆线齿轮齿廓的法向极坐标测量及误差分析

为了减小极坐标法测量摆线齿轮时测球的球度误差和测杆的受力变形对齿廓法向误差的影响,通过分析误差的影响因素,提出了法向极坐标测量法.结合法向极坐标测量摆线齿轮齿廓偏差的测量路径,建立了齿廓曲线在法向极坐标系中的参数方程和齿廓偏差的数学模型.利用齿轮测量中心获得了摆线齿轮全齿廓上各测量点的齿廓偏差.测量结果表明:摆线齿轮齿廓采用法向极坐标测量时,测杆受力变形较极坐标法小,测杆受力变形所引入的测量误差小;测球与齿廓的接触点固定不变,测球球度误差对齿廓法向误差的干扰得以消除;各采样点测力大小相等,示值误差对齿廓法向误差的影响较极坐标法小.     

正交面齿轮传动的两类界线

为了建立系统的正交面齿轮传动啮合界线与曲率干涉界线理论,本文通过求解非线方程组获得了两类界线的数值解。证明了啮合界线在小轮齿面上是渐开线;其共轭线也是渐开线。发现干涉界线一般有2条,近齿面干涉界线存在于面齿轮内端附近,大致沿齿高走向。近齿面干涉界点存在平凡解,是干涉界线和啮合界线共轭线的交点,位于传动副瞬时相对转动轴上。基于近齿面干涉界线,建立了面齿轮无根切内径公式,通过数值迭代可以获得内径准确值;还导出了无根切内径估算公式,便于设计中应用。     

谐波式齿轮泵齿轮啮合齿廓型式的选择

从谐波齿轮传动性能的角度,通过对目前使用比较多的3种齿廓型式进行比较,选择了圆弧齿廓作为谐波式齿轮泵齿轮啮合的齿廓型式。圆弧齿廓采用了柔轮齿廓为公切线型双圆弧齿廓和刚轮齿廓为外凸齿廓的型式,并且从图形和参数方程两方面来表示柔轮和刚轮的齿廓,为进一步研究谐波式齿轮泵提供了必要的理论参考。     

螺旋非圆齿轮齿廓研究

非圆齿轮，特别是螺旋线形非圆齿轮的切齿加工，在没有专用机床的条件下是非常困难的。本文作者利用计算机设计螺旋非圆齿轮．为了在线切割机床上进行齿形加工，必须计算出非圆齿轮每个齿的渐开线齿廓坐标。本文根据齿轮的啮合原理，找出齿面法线与节圆交点与齿面之间的几何关系，利用这些关系计算出每个点的齿廓坐标，为线切割加工成非圆齿轮创造了加工依据。     

球面渐开线齿形弧齿锥齿轮精密切齿方法

为了对具有球面渐开线齿形的收缩齿制弧齿锥齿轮实现精密切削,在切削形成齿轮齿面时,使工件的基圆锥与假想球面大圆平面做纯滚动运动,并以位于大圆平面上的圆弧曲线为刀刃.圆弧刀刃绕自身回转,基锥、大圆平面和刀刃三者按定比传动关系的回转运动在形成齿面所需要的运动关系的同时,形成切削齿面所需要的切削速度,使刀刃尾端沿齿根切出,避免干涉.设计了球面渐开线齿形弧齿锥齿轮切削试验的装置和刀具,验证了切削方法的正确性、有效性和可行性.结果表明:用合适的圆弧刀刃可以1次切削成形整个齿面,可以实现正确退刀,大、小齿轮及凸、凹齿面可以在一台机床上完成切削加工,且无需更换刀具,所加工的齿轮可以互换并实现定比传动.     

基于齿面发生线的弧齿锥齿轮切齿运动分析

为了展成切削出无理论误差的球面渐开线齿形的弧齿锥齿轮齿面,采用以齿面理论发生线作为刀刃的切削方法.分析了此方法所需要的运动及运动的实现方法.结果表明:采用此种方法切齿时,机床运动与结构简单,刀具简单,仅需1次工件装卡即可完成弧齿锥齿轮凸面、凹面的粗加工和精加工;大齿轮和小齿轮、左旋齿轮和右旋齿轮均可以用同一机床、同一刀盘完成切削,且容易调整齿面接触区.     

LogiX齿廓非圆齿轮的根切原理研究

logiX齿轮是依据全新的齿形理论所提出的一种新型齿轮.当logiX齿廓应用于非圆齿轮时,能扩大非圆齿轮的应用领域.本文从共轭齿形的根切原理出发,依据logiX圆齿轮的根切原理,推导了logiX齿廓非圆齿轮不发生根切的条件表达式.为少齿数logiX齿廓非圆齿轮的设计提供了设计依据.     

摆动活齿传动内齿轮齿形综合及齿形参数分析

论述了摆动活齿齿轮共轭齿廓的综合方法，并就内齿轮齿形进行了综合．同时进一步分析了各齿形参数对齿廓形状及传动性能的影响，为选择齿形参数指出了方向     

加工分阶式双圆弧齿轮的镶嵌式成形铣刀

本文介绍了分阶式双圆弧齿轮的一种优化齿形参数,从啮合原理和齿轮加工方面证明了新齿形参数的合理性,为适于单件小批量加工,本文设计并采用镶嵌式盘形成形铣刀的刀体结构,以便于齿形参数的研究和试验。本文应用计算机求出了铣刀的截面形状,并加工出新参数齿轮,本文解决了分阶式双圆弧齿轮切削过程中可能出现的过渡曲面、根切、干涉等同题,这对于■形砂轮磨削加工分阶式双圆弧硬齿面齿轮也有定意义。     

齿轮滚刀重磨偏距的计算方法

本文建立了根据齿轮滚刀的重磨程度确定其前刃面偏距以减少切削刃齿形误差的计算方法,并对零前角和负大前角滚刀的齿形进行了数值分析和误差评估。通过计算发现,重磨时适当改变原有偏距可减少齿形误差,且左右两侧分别存在齿形误差为最小的偏距值。其中,零前角滚刀左右两侧的偏距改变方向相反,即左侧要求磨成正前角而右侧成负前角;负大前角滚刀则左右侧一致要求减少偏距且量值也近乎相等。     

斜齿插齿刀的刃形优化

介绍一种斜齿插齿刀的刃形优化方法,由此法刃磨出的斜齿插齿刀耐用度和生产率得到显著提高,同时使被加工齿轮的齿形精度亦有所改善。