钟表小模数齿轮滚刀的设计

钟表小模数齿轮的齿形绝大多数为修正摆线。轮齿的齿顶部分采用近似摆线的圆弧,齿腰部分则是与齿顶圆弧和齿根圆弧圆滑连接的径向线。整个齿形如图1所示。钟表小模数齿轮多采用滚齿法加工。所用的滚刀由各钟表厂自行设计和制造。由于钟表小模数齿轮的齿形比较复杂,迄今为止还没有给出计算其共轭的滚刀齿形的较简单公式,更缺乏用电子计算机计算滚刀齿形的辅助设计。因此,目前各厂设计钟表小模数齿轮滚刀仍然沿用传统的图解计算法,即先做出钟表齿轮齿形样板(或画出齿轮的齿形),令此齿形在滚刀节线上做纯滚动,依次画出此齿滚动到各位置的齿形,最后     

齿轮滚刀最佳齿顶圆弧半径的确定

本文建立了确定齿轮滚刀最佳齿顶圆弧半径的数学模型。用被切齿轮副的干涉为条件,结合齿轮滚刀的结构,以常用被切齿轮副的最大传动比为依据,严格地计算出齿轮滚刀最佳齿顶圆弧半径的数值。计算表明,最佳齿顶圆弧半径较现行按经验采用的齿顶圆弧半径有所提高,这将有利于提高刀具耐用度和改善被切齿轮副的强度。     

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.     

分阶式四点接触齿轮的滚刀齿面设计

为获得具有良好接触特性的啮合齿面,在共轭曲线原理的基础上提出分阶式多点接触齿轮. 以分阶式四点接触齿轮为例,设计齿轮的基本齿形并进行滚刀的齿面设计. 基本齿形分为工作齿廓和非工作齿廓. 工作齿廓分为凸段和凹段,凸段采用圆弧曲线展成上啮合齿面,凹段采用抛物线曲线展成下啮合齿面;非工作齿廓均采用圆弧分别展成过渡齿面和齿根齿面. 建立滚刀的数学模型和精确实体模型,根据齿轮啮合理论推导滚刀的工作齿面、过渡齿面和齿根齿面方程,通过编程求解滚刀齿面方程,并建立滚刀的三维实体模型. 加工获得了滚刀实体,并进行了分阶式四点接触齿轮副滚切试制. 完成齿轮样机的装配,进行了接触印痕检验,结果显示满足设计要求. 研究成果是对共轭曲线原理的扩展,研究方法适用于其他分阶式多点接触齿轮.     

基于通用五坐标数控铣床的球形滚刀铲齿加工

球形滚刀是一种基于展成原理的新型高效内齿轮加工刀具,但几何形状复杂,制造困难.为了解决球形滚刀制造的关键技术--铲齿工艺,提出了在通用五坐标数控铣床上实现铲削加工的方法.根据滚刀和被加工齿轮的啮合关系,建立了铲齿球形滚刀齿侧面的数学模型,计算了球形滚刀的侧刃后角,推导了球形滚刀铲齿加工的运动方程,给出了在A'- B型五坐标数控铣床上编写零件加工程序的后处理方法.用该方法加工出的球形滚刀可以达到A级滚刀的精度要求,同时大大降低了制造成本.     

直齿锥齿轮锻件切边模齿廓曲线拟合

根据直齿锥齿轮精锻件切边模刃口理论齿廓曲线的参数方程,对切边模齿形曲线进行了圆弧拟合并推导出了拟合误差计算公式,并通过对BJ130行星齿轮精锻件切边模齿形的拟合,证明了此方法具有极高的拟合精度。本文提出的拟合法可以推广到其它锥齿轮和圆柱齿轮精锻件切边模的设计和制造中,结合CAD／CAM技术可以实现切边模的线切割加工。     

链轮新齿形

本文论述了用模数渐开线齿轮滚刀切制出来的链轮新齿形,推证了新齿形的数学方程、任意点上曲率半径数学方程、齿厚方程等,理论计算与制成实物完全一致。还介绍了四种齿形,它们完全适用于双节距链条传动。     

小模数齿轮及其滚刀齿形参数化设计软件研究

小模数仪表圆弧齿轮是仪器仪表等精密机械中最主要的传动部件之一，其齿形参数相对较复杂，因此相应的共轭滚刀齿形计算也较复杂和繁琐，给实际应用带来困难。阐述了以Visual AutoLISP的应用工具为载体，结合DCL语言开发用户界面，以AutoCAD2004为平台，开发小模数仪表圆弧齿轮及其滚刀齿形的参数化设计软件的方法，编制了相应程序，极大地简化了小模数仪表圆弧齿轮及其滚刀的设计计算，有利于提高设计效率及精度。     

齿轮滚刀磨损和破损原因的探讨

对大量生产条件下在齿轮粗加工中使用的齿轮滚刀的磨损和破损形貌进行了分析,探讨了引起滚刀磨损和滚刀破损的原因,以及在滚齿过程中滚削力和滚削温度的变化对齿轮滚马磨损破损的影响过程,并采用动态削测量装置实测了滚齿力矩和滚削温度,得出了在大量生产条件下粗切齿轮滚刀的磨损区域和破损类型以及影响其磨损分布的主要因素。     

用滚齿机加工圆锥直齿轮

介绍了1种新型刀具“变模数滚刀”在滚齿机上加工圆锥直齿轮的新方法.通过实例论述了用变模数滚刀加工圆锥直齿轮的原理,变模数滚刀的结构原理及其设计方法,给出了“变模数滚刀”刀齿对应螺距的计算公式.结合Y3150E滚齿机,系统分析了分齿、垂直进给、径向进给和滚刀套筒回转传动链的调整计算过程.使在滚齿机上用展成法加工圆锥直齿轮成为现实.     

圆弧齿线圆柱齿轮全齿面数学模型及切齿条件分析

以旋转刀盘法双刃铣削圆弧齿线圆柱齿轮为研究对象,推导了含过渡齿面的圆弧齿线圆柱齿轮全齿面方程。在此基础上,提出了一种全齿面参数范围的计算方法,进行了齿面参数范围计算并仿真得到齿轮模型。以能获得完整齿形的最大齿宽为齿宽条件,研究了刀盘半径、压力角、模数等参数对齿宽条件的影响规律。通过分析轮齿各截面齿廓的根切条件,得到了圆弧齿线圆柱齿轮避免出现根切的最小齿数。进行了该齿轮的加工检测试验,测量结果验证了本文方法的正确性。     

用滚齿机加工圆锥直齿轮

介绍了1种新型刀具“变模数滚刀”在滚齿机上加工圆锥直齿轮的新方法．通过实例论述了用变模数滚刀加工圆锥直齿轮的原理，变模数滚刀的结构原理及其设计方法，给出了“变模数滚刀”刀齿对应螺距的计算公式．结合Y3150E滚齿机，系统分析了分齿、垂直进给，径向进给和滚刀套筒回转传动链的调整计算过程．使在滚齿机上用展成法加工圆锥直齿轮成为现实。     

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。     

钟表齿轮滚刀齿廓的计算

描述了一种计算钟表齿轮滚刀齿廓的新方法——齿高等距计算法.按照此法计算,可使滚刀齿廓上的计算点均匀分布,提高滚刀的设计精度.这种方法可应用于类似的刀具设计中.     

齿轮动态力研齿机理及实验研究

对渐开线齿轮动态力研齿机理进行了理论分析和实验研究。基于以研代磨的设想,齿轮动态力研齿将研磨工艺用于硬齿面的精加工,其加工原理为：两工件齿轮（两被研齿轮）在空载下以确定的速比（两齿轮的齿数比）,在大转动惯量下高速稳态运转,研齿时保持两齿轮的速比不变,并周期改变两齿轮中心距,利用齿轮啮合时,齿轮本身误差产生的齿面动态力,在研磨剂的作用下,修正齿轮误差达到两齿轮提高精度的目的。     

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.     

圆磨齿轮滚刀的优化造形法

本文提出了圆磨齿轮滚刀的优化造形法，该方法使圆磨滚刀的造形精度得到明显提高，改变了造莆误差随滚刀模数，前角和螺旋升角的传统变化关系，为发展大模数、正前角、多头和小直径精切圆磨齿轮滚刀奠定了理论基础。     

渐开线直齿圆柱齿轮参数的测量与计算

本文阐述了渐开线直齿圆柱齿轮齿顶圆直径的测量与齿轮模数,变位系数,压力角等参数的确定方法和步骤。     

精加工用大螺旋角指状模数铣刀

刀具设计及制造中的基本方向是提高加工精度及生产率,而同时要注意降低刀具的制造成本。指状模数铣刀的生产能力至今仍很低,对它的研究资料较少,因此铣齿这一工序就成了巨型齿轮加工中的薄弱环节,改进的办法,可以从改善粗加工及精加工刀具的结构及合理分配粗、精铣刀的留量着手,本文着重考虑改善精加工指状模数铣刀的问题。目前应用的精加工指状模数铣刀多是直齿的,它的生产能力不高的主要原因是:     

基于标准齿轮滚刀的齿顶修缘

首次提出了一种新的双向联动变位原理,借助标准渐开线齿轮滚刀,在ＣＮＣ滚齿机上靠数控系统控制运动的柔性便可实现任意齿顶修缘模型的加工,无需专门的修缘滚刀,经计算机仿真,证明了原理的正确性和可行性,具有重要现实意义。