磨齿接触区

一对平行轴正齿轮啮合其接触为一条平行于齿向的直线;一对斜齿轮啮合其接触为一条斜直线,即齿面螺旋面的形成母线;斜齿轮与斜齿条啮合其接触也为一条斜直线,即斜齿轮齿面的形成母线。一对螺旋齿轮啮合其接触为一点。前者都称为线接触,而只有螺旋齿轮啮合称为点接触。然而,在齿轮受载后或加工中有一定切入量后,其齿面的接触情况都远非线或点的接触。而是一条颇为宽阔的带形接触区或一个不小的椭圆面接触区(图1)。     

对数修形斜齿轮的接触分析

齿轮修形能减少轮齿边缘应力集中,提高其接触疲劳强度。首次将对数修形曲线应用在斜齿圆柱齿轮修形设计上,建立了斜齿轮接触分析的力学模型,计算分析单齿啮合及双齿啮合时接触区内接触应力分布以及轮齿表层内Mises应力场。结果表明,在不同啮合位置轮齿端部应力集中程度不同;对数修形后的斜齿轮轮齿端部应力集中状况得到了显著的改善;不同接触线上的修形量不同,使得不同啮合位置齿面修形达到相同效果。     

螺杆空气压缩机转子齿形曲线及其成形铣刀计算的一些问题

四、转子的成形铣刀 （一）转子的工作方法,盘形铣刀刃形的特点 给定了转子齿形和螺旋参数,转子的齿面就确定了。齿面的加工方法是多种多样的,如刨削、车削、磨削、滚切和铣削等。事实上,转子可以看作特形蜗杆,也可以看作大模数螺旋斜齿轮。因此,加工以上两种零件的方法,原则上都可以用来加工转子。目前国内普遍采用指形铣刀粗铣和盘形铣刀精铣。采用不同的     

新型平面螺旋齿线圆柱齿轮及其加工方法

为提升圆柱齿轮的加工效率与齿轮副承载能力,提出了一种新型的平面螺旋齿线圆柱齿轮与该齿轮的快速成形方法,即采用旋转大刀盘快速铣削齿轮,刀盘上按平面螺旋线(阿基米德螺旋线)布置多个刀杆与刀具连续切削齿轮齿槽,平面螺旋线螺距与被加工齿轮齿距相等,刀盘旋转一圈,被加工齿轮旋转一个齿,实现对齿轮的连续快速加工,通过VERICUT加工仿真验证了该方法的可行性;并研制专用加工机床,实施新型齿轮的加工;阐明了加工出的平面螺旋齿线圆柱齿轮的主要参数,其凹齿面齿线半径略大于凸齿面齿线半径,轮齿呈微鼓形,可以减弱齿轮副啮合偏载。通过对平面螺旋齿线圆柱齿轮副进行三维模拟啮合分析,得出平面螺旋齿线圆柱齿轮副接触区间主要分布于接触齿面中间的部分区域,且轮齿两端受力逐渐变小,有效减少了轮齿两端齿根处的弯曲应力,提升了齿轮副承载能力。     

加工螺旋槽用成形盘状刀具截形计算

生产中经常会遇到螺旋槽成形表面的加工,如螺杆、圆柱形铣刀及圆柱斜齿轮等。这就要求设计计算出加工用成形盘状刀具(如盘状铣刀、成形砂轮。本文简称“刀具”)的截形。工件螺旋槽表面是刀具切削刃回转面相对于工件作螺旋运动时所形成的包络面,刀具回转面与工件螺旋槽的接触线不在刀具轴向剖面内,而是一条空间曲线。因此,刀具回转面的轴向截形既不同于螺旋槽的法向廓形,也不同于工件任何剖面中的廓形。为此,刀具截形的设计计算方法可有图解法和计算法。     

渐开线螺旋齿轮接触迹测量的探讨

一、接触迹测量运动分析两个圆柱斜齿轮啮合时,如果它们的轴线不平行,则称为螺旋齿轮啮合。把相错轴传动中,轮齿为渐开线螺旋面的齿轮,叫做渐开线螺旋齿轮。螺旋齿轮啮合的任一瞬时,相啮两渐开线螺旋齿轮的齿面仅在一点接触,在传动过程中一个齿面上接触点移动的轨迹称为接触迹,也有称其为法向啮合齿形。接触迹是研究     

基于轮齿载荷分析的斜齿轮最优螺旋角确定方法

以齿轮系统动力学理论为基础,提出了通过斜齿轮螺旋角的择优选取改善系统动态特性的方法。基于有限元理论得到了齿向载荷分布和齿间载荷分布规律,并与啮合过程中轮齿接触线的变化规律进行比较,得出了齿轮参数与轮齿载荷表达式。以接触线变化率最小为目标函数推导了斜齿轮最优螺旋角的计算公式,并通过比较不同螺旋角的啮合刚度,证明了计算公式的正确性,为斜齿轮设计参数的优化选取提供了理论依据。     

微细铣刀螺旋沟槽包络计算与微量补偿刃磨研究

微细刀具的制造方法是保证微细铣刀制造精度的技术关键。从砂轮与工件的相对运动关系出发,依据砂轮与工件的啮合条件,分析砂轮表面法矢量在母线交点处的变化情况,建立砂轮与螺旋沟槽完整公共接触线方程,由接触线围绕工件轴线回转形成回转面的轴向截形,推导出铣刀轴向截形的廓形方程,同时根据廓形方程仿真出沟槽截形,据此分析了安装参数对截形的误差敏感度。在刃磨微细铣刀螺旋沟槽过程时,提出采用Z轴插补对挠曲进行补偿的方法,通过计算刃磨过程的挠曲变形量,相应地在工件的轴向位置补偿变形量。实验表明,补偿后实得微细铣刀的前角和芯厚与仿真的铣刀螺旋槽几何参数吻合良好。     

大型风电传动齿轮成形铣削刀具刃形曲线设计

基于成形原理加工齿轮廓形的盘铣刀是生产大型风电传动齿轮的必备刀具。然而,受加工原理误差影响,传统齿轮盘铣刀只能针对特定模数和齿数齿轮进行加工,刀具通用性差。传统刀具廓形不能够保证被加工齿轮的加工精度与使用寿命,无法最大程度发挥成形铣削的原理优势。基于此建立了齿轮渐开线实际廓形曲线数学模型,分析了共轭齿条顶角相对运动轨迹,建立了齿根过渡曲线方程,依据齿根过渡圆弧空间相对位置,重构了不同形式齿廓曲线的设计方式;基于逆向投影法,以被加工齿轮的各项参数为变量,建立了刀片刃形曲线数学模型,根据刀片空间包络原理,重构了可转位齿轮盘铣刀廓形曲线设计方式;进行了齿轮齿廓及刀片刃形曲线数值分析,研究了大型风电传动齿轮齿廓曲线以及可转位齿轮盘铣刀刀片刃形曲线的主要形式,研究结果为大型齿轮廓形成型加工提供技术支持。     

铣齿轮指形铣刀用的非圆齿轮设计

<正> 用于传动铣削渐开线等螺旋角指形铣刀螺旋槽的非圆齿轮设计,其依据是渐开线指形铣刀的刃口曲线方程。严格地讲,铣削过程中的种种工艺参数,如单角铣刀的外径、铣削中铣床台面搬转的角度、分度头的仰角等对设计非圆齿轮均有不同程度的影响,但实践证明这种影响与刃口曲线对非圆齿轮节曲线的影响相比是比较小的。因此,为了简化计算,我们只考虑刃口曲线和非圆齿轮节曲线的关系,而对一些次要的工艺因素加以忽略。     

基于多体理论的数控双盘铣刀加工斜齿轮啮合分析

以多体系统理论为基础,根据数控铣齿机运动原理,建立了包含误差因素在内的数控双盘铣刀加工斜齿轮啮合模型,推导出被加工齿轮的螺旋面方程.分析结果表明,采用双盘铣刀加工的方法,可以减少齿廓余量,改善齿廓余量的不均匀性.     

内啮合斜齿轮高精度三维有限元自动建模方法

为提高内啮合斜齿轮有限元接触分析的建模速度和模型精度,提出了一种齿轮高精度三维有限元模型的自动建模方法。基于齿轮插刀齿廓方程,利用齿廓法线法,得到包括齿根过渡曲线的内、外斜齿轮端面齿廓,建立了内、外齿轮参数化粗网格有限元模型。开发了表层六面体网格剖分方法,自动识别齿面接触带单元,进行分级剖分细化,保证了有限元模型的建模精度和网格密度。进行了齿面接触分析,得到了内啮合斜齿轮的弯曲应力、接触应力、接触印痕、传动误差、时变啮合刚度和载荷分配率。粗细网格有限元模型计算结果对比分析表明,该方法提高了内啮合斜齿轮有限元建模效率和计算精度,缩短了计算时间,为快速准确的齿轮接触分析奠定了基础。     

Parametric modeling and contact analysis of helical gears with modifications

An approach for a mathematical model and contact analysis of helical gears including tip relief, root relief, end relief and longitudinal crowning modification was developed. First, tooth profile equations of non-modified involutes, tip reliefs, root reliefs and fillets were derived after applying gear principles and coordinate transformation to transverse cross section profiles of a rack cutter. Then the intersecting lines between different profiles were solved through by Gauss-Newton numerical method. Parametric modeling program of modified helical gears was obtained to automatically generate exact gear surfaces of tip reliefs, root reliefs, end reliefs and longitudinal crowning modifications via Matlab code. Subsequently, an example of helical gear pair in practical engineering was presented, and the solid model and finite element model with modification were established. Finally, the dynamic contact characteristic of helical gear pair was calculated by three-dimensional dynamic contact finite element method. It is expected that the proposed approach can be applied in analyzing the effect of modification on radiation noise prediction of gear system in further study.     

基于UGNX软件全参数化斜齿轮设计的研究

根据标准斜齿轮齿廓曲面的生成原理,在UGNX软件平台上,利用UG软件的表达式功能和其他参数化设计方法,研究全参数化斜齿轮的设计方法;通过控制齿轮端面轮廓参数:模数m和齿数z、齿轮螺旋角β的大小和旋向、齿轮厚度H等参数,实现斜齿轮的全参数化设计。     

多因素影响的电子螺旋导轨误差的理论分析

为了进一步提高电子螺旋导轨对内斜齿的加工精度,从插齿机传动链机构运动学的角度,研究了内斜齿螺旋线偏差的产生机理。首先,根据插削时各轴的运动关系,建立了插齿刀附加转动的数学模型,定义了附加转动系数;然后,分别建立了附加转动偏差以及主运动曲线偏差与螺旋线偏差之间的数学关系,定义了Zebra系数;最后,分析了螺旋线偏差的产生机理,总结了杆件长度、曲柄初始位置以及运动副间隙对螺旋线偏差的影响规律。     

数控端铣弧齿锥齿轮的刀背与轮齿干涉避免方法

在五轴数控机床上端铣加工弧齿锥齿轮时,为了避免中凹盘铣刀背锥面与对侧齿面发生干涉,提出了基于刀具和齿轮结构的干涉避免方法。通过确定加工轨迹上刀背圆锥面最突出母线与对侧齿面的位置关系,保证刀具背锥面沿进给方向的法曲率小于对侧齿面法曲率,优化确定刀具边缘厚度和背锥角,实现了端铣齿面时刀背不干涉对侧齿面。最后,以一对弧齿锥齿轮副的小轮为例,通过比较虚拟加工模型和理论模型,验证了所提干涉避免方法的有效性。     

用于弧齿锥齿轮铣刀盘调整的非接触式测量方法

采用接触方式对弧齿锥齿轮装配式铣刀盘刀刃径向跳动测量时存在接触力的影响,由于接触力大小不定,增加了测量系统误差.采用激光位移传感器对弧齿锥齿轮装配式铣刀盘刀刃径向跳动进行非接触式测量.通过对测量数据分析,数据自动提取,实现对切削刃径向跳动的测量.该方法有效地避免了传统的接触式测量的不利因素,提高了测量的重复精度及测量效...     

基于均匀三次B样条曲面的斜齿轮副精确建模

基于均匀三次B样条曲面的基本理论,在ANSYS系统中得到了精确的斜齿轮轮齿曲面,建立了完整的斜齿轮副装配模型,为斜齿轮有限元接触分析和疲劳分析的可靠性和精度提供了保证。基于B样条方法的曲面造型方法研究,对于在计算机上建立一些复杂自由型曲面的零件模型具有重要的参考意义。     

以蜗杆为母面的二次包络环面蜗杆传动

本文提出以蜗杆为母面，直接利用现有普通滚刀，在第一次包络时加工出蜗轮和蜗轮同开关的工具齿轮，实际只需加工出一个齿，做成沿螺旋线布刀的装配式刀具，这是一个更为经济而现有刀具不能加工的先进新方法。这种也能实现瞬时双线接触。     

新形蜗杆砂轮无轴向进给磨削圆柱齿轮技术原理

在分析空间相错轴螺旋齿轮传动实现瞬时线接触共轭的条件与方法基础上,新建立了一种齿面直线接触的蜗杆传动方式。提出了以这种蜗杆为砂轮实现无轴向进给磨削圆柱齿轮的原理与方法。论述了运用这种蜗杆原理的双蜗杆磨轮磨削圆柱齿轮的结构实现、磨削进给的实现方法等,并推导了磨削速度计算公式。这种磨削加工方法结构简单、无需轴向进给、相对滑动速度大、效率高,可以用于大批量生产中齿轮的磨削加工或者珩磨加工。