螺旋锥齿轮的接触区及切齿机床的选用问题

螺旋锥齿轮副的接触区和齿面接触分析运动曲线是螺旋锥齿轮副重要的质量指标,影响螺旋锥齿轮的强度、寿命和啮合噪声。如何选用切齿机床和大、小轮的切齿方法以获得理想的接触区和齿面接触分析运动曲线是值得我们螺旋锥齿轮制造者关注的问题。     

弧齿锥齿轮螺旋变性展成法切齿原理与仿真分析

传统加工方法加工弧齿锥齿轮副会使其接触区呈现对角线接触的不良现象,针对该现象,提出一种新型螺旋锥齿轮加工方法——螺旋变性展成法。为揭示螺旋变性展成法的切齿原理,根据机床、刀具和工件间的运动位置关系,以微分几何和齿轮啮合原理为基础,运用矢量分析法,以齿面中点为计算点建立切齿数学模型,分析推导机床调整参数计算公式;以一对弧齿锥齿轮为例进行了几何参数、刀具参数及机床调整参数的计算,建立弧齿锥齿轮三维虚拟仿真加工模型并进行齿面接触分析;最后,基于以上参数在数控铣齿机上进行切齿试验,齿面接触分析与滚检试验结果说明了螺旋变性展成法消除对角线接触的有效性。     

螺旋锥齿轮的三维参数化建模

阐述了格里森制螺旋锥齿轮的数学模型,介绍了如何在Pro/E三维软件中对弧齿锥齿轮进行三维快速造型.通过改变相关参数及关系式,即可得到精确的球面渐开线螺旋锥齿轮的三维实体,减少了重复劳动,提高了设计效率.     

螺旋锥齿轮螺旋变性半展成法数控加工研究

螺旋锥齿轮齿面接触区的形状、大小和位置,对齿轮的平稳运转、使用寿命和噪声具有直接影响。针对齿轮副接触情况,利用数控铣齿机调整的灵活性,将螺旋运动应用于螺旋锥齿轮的小轮加工过程,在啮合原理和产形轮原理的基础上,提出了螺旋变性半展成法,研究了螺旋变性半展成法的加工原理和切齿方法,建立了螺旋锥齿轮副的切齿模型和数字化加工模型,给出了机床调整关系式。齿面接触分析(TCA)结果表明:使用螺旋变性半展成法加工螺旋锥齿轮副可以从本质上避免接触区呈对角接触的现象,降低了调整修正过程的复杂程度。     

螺旋锥齿轮的齿面接触

螺旋锥齿轮齿面接触精度是影响螺旋锥齿轮副啮合质量最重要的质量环节。因此。螺旋锥齿轮的齿形设计、计算和加工的质量和精度对螺旋锥齿轮副起至关重要的作用。本文将从螺旋锥齿轮的切齿原理、计算理论基础、齿面接触修正等方面一一分析。     

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.     

小模数螺旋锥齿轮双滚数控加工方法

针对采用五刀法进行小模数螺旋锥齿轮加工时效率较低,采用两刀法加工时接触区不易于保证的问题,提出了采用双滚法进行小模数螺旋锥齿轮切齿的方法。设计了数控双滚加工流程,建立了刀位计算模型和自动对刀的相位补偿模型;开发了双滚加工数控软件,实现了在一个切齿加工循环中通过两次滚切完成齿轮副凹凸两面的加工,无需进行手动对刀处理。开展了切齿实验及滚动检查实验,验证了应用双滚加工方法进行小模数螺旋锥齿轮加工可在保证良好的接触状态的同时获得较高的加工效率。     

弧齿锥齿轮双重螺旋法切齿原理及齿面接触分析研究

弧齿锥齿轮双重螺旋法具有高效、可实现干切削的特点,是Gleason制弧齿锥齿轮的先进加工方法。为揭示双重螺旋法的切齿原理,以大轮成形法加工的弧齿锥齿轮双重螺旋法为研究对象,以啮合原理和微分几何学为基础,根据刀盘、机床、工件之间的运动位置关系,利用矢量法、基于齿面3个参考点建立切齿数学模型,推导机床调整参数的计算过程;然后,以齿槽中点作为参考点,修正弧齿锥齿轮副的齿坯几何参数;另外,以小轮产形面方程代替其共轭齿面方程,提出新的齿面失配设计新方法,与传统方法相比简化计算过程。以一对7×43的准双曲面齿轮副为例进行设计计算和切齿加工,齿面接触分析与滚动检查结果验证所提出的双重螺旋法切齿原理的正确性,并根据该切齿原理开发弧齿锥齿轮双重螺旋法的设计软件,为该方法在国内的推广提供理论基础与技术支撑。     

螺旋运动及刀具参数对双重螺旋法加工齿面特征的影响规律

双重螺旋法具有高效率、低成本、可干切削等特点是取代"五刀法"的弧齿锥齿轮未来主流加工方法。为了揭示弧齿锥齿轮双重螺旋法的切齿原理,在分析五刀法切齿原理的基础上,研究了刀倾角和齿形角分别在五刀法和双重螺旋法中的不同作用原理,揭示了双重螺旋法切齿原理的本质;分析了螺旋运动在切齿加工中的作用及对齿面几何形貌的影响规律,推导了小轮齿面参考点处的曲率参数计算公式,揭示了螺旋运动系数与参考处曲率的关联规律,并利用轮齿接触分析方法研究了螺旋运动对齿轮副啮合性能的影响规律;利用数值方法研究了刀具齿形角、刀盘半径分别对轮齿接触椭圆长、短半轴半径的影响,建立了刀具参数与轮齿接触特征之间的作用规律。研究工作为优化双重螺旋法的切齿加工参数提供了理论依据。     

克林根贝格螺旋锥齿轮接触区域的一阶修正

基于克林根贝格螺旋锥齿轮的切齿理论,建立了克林根贝格螺旋锥齿轮接触区域的几何修正模型,给出了影响齿长、齿高方向接触位置的因素,推导了调整接触区位置各参数的调整量计算公式,提出了齿长和齿高方向的接触区域调整方法。     

固定式端面弧齿联轴节的加工方法

为了在国产数控螺旋锥齿轮加工机床上实现端面弧齿联轴节的加工,对固定式端面弧齿联轴节的加工方法进行了研究。分析了端面弧齿联轴节的切齿原理和切齿方法,根据固定式端面弧齿联轴节的调整计算卡,建立了刀盘半径、刀齿顶宽、切削刃压力角、刀尖圆角半径的计算方法。基于端面弧齿联轴节的切齿原理以及国产数控螺旋锥齿轮加工机床的结构,建立了弧齿联轴节切齿加工机床调整参数的计算方法,给出了相关的计算公式并开发了端面弧齿联轴节设计、加工参数计算软件。在国产H350G型数控螺旋锥齿轮磨齿机上,基于软件计算得到的机床调整参数进行了实际的磨齿加工,通过实际的接触区检测和几何参数检测,验证了切齿加工参数计算方法的正确性。     

克林根贝格螺旋锥齿轮接触区域的二阶修正

基于克林根贝格螺旋锥齿轮的切齿理论,建立了克林根贝格螺旋锥齿轮接触区域的几何修正模型,给出了影响齿长、齿高方向接触位置的因素和产生对角接触原因,推导了调整接触区位置各参数的调整量计算公式,提出了齿长和齿高方向和对角接触的接触区域调整方法。     

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。     

先进的螺旋锥齿轮弧齿加工工艺的探讨

主要介绍国际上先进的、典型的螺旋锥齿轮切齿加工工艺，并对多种加工工艺进行了比较，还对与切齿工艺相匹配的螺旋锥齿轮热处理后加工工艺作出了说明。     

螺旋锥齿轮批量加工通配方法的研究

分析了螺旋锥齿轮通配中存在的关键理论和技术问题,利用齿轮设计分析软件对基本加工参数进行设计计算和齿面接触TCA分析,利用CNC齿轮测量中心对加工后的齿轮进行齿面误差测量并进行反调和修正.通过切齿试验结果表明:经过测量和反调,所加工的齿轮与标准理论齿轮基本一致,滚检后的接触区与理论仿真接触区也基本吻合,齿轮副可以进行互换,为螺旋锥齿轮批量加工的通配问题提供了一种解决途径.     

接触区偏移对螺旋锥齿轮齿根弯曲强度的影响

采用强度公式分析螺旋锥齿轮齿面接触区偏移对其啮合传动的齿根弯曲强度的影响;研究齿面接触区偏移的螺旋锥齿轮切齿调整参数计算方法;建立螺旋锥齿轮接触区偏移的动态接触有限元模型,利用有限元分析软件Abaqus计算接触区偏移的螺旋锥齿轮动态啮合齿根弯曲应力。计算结果表明为提高螺旋锥齿轮齿根弯曲强度性能,在轻载情况下,正车面接触区位于齿面中部较好;在重载情况下,正车面接触区应适量偏向小端;无论轻载还是重载情况下,倒车面接触区应适量偏向大端。     

螺旋锥齿轮三维齿面接触分析研究

以往螺旋锥齿轮齿面接触分析过程中是通过二维齿面接触分析实现,为获得更直观齿面接触分析效果,采用数值法求得了螺旋锥齿轮三维齿面接触区。基于螺旋锥齿轮齿坯参数、刀具参数及安装调整参数建立螺旋锥齿轮数学模型,在此基础上建立螺旋锥齿轮虚拟装配数学模型,得到虚拟啮合的数学模型,采用数值法求解螺旋锥齿轮啮合过程中的接触迹线以及瞬时三维接触椭圆接触,最终得到螺旋锥齿轮齿面三维接触区。通过实际算例验证了相关算法的正确性。     

螺旋锥齿轮实体造型及有限元分析

基于CATIA的二次开发来模拟螺旋锥齿轮加工过程,从而仿真加工出了高精度的齿形。通过调整机床加工参数得到了不同切齿模型结果。采用提取轮齿截面点的方法对齿面进行重构,实现了螺旋锥齿轮的精确实体造型,并完成了对重构实体模型的齿根弯曲应力分析,为研究机床调整参数对齿轮性能的影响提供了一种方法。研究结果对于螺旋锥齿轮的设计、加工具有重要意义。     

螺旋锥齿轮切、磨齿技术的发展及面临的挑战

螺旋锥齿轮切齿技术从开初的五刀法到两刀法,从液态切削到干态切削,从切齿到研齿,至20世纪90年代后期,螺旋锥齿轮的加工已发展到以格里森凤凰系列为代表的数控铣齿机和数控磨齿机加工,大大提高了螺旋锥齿轮的制造质量。本文介绍了螺旋锥齿轮切、磨齿技术的发展慨况以及磨齿技术面临的挑战。     

基于曲率调整的弧齿锥齿轮虚拟仿真及有限元分析

针对弧齿锥齿轮传统加工中试切法的盲目性和偶然性,提出根据齿面曲率设计砂轮截形的加工调整方法。首先通过Catia对弧齿锥齿轮进行仿真切齿加工以构建高精度切齿模型,在Abaqus中对切齿模型进行有限元分析并提取接触斑点。然后依据切齿模型的分析结果,计算齿面曲率及齿面节点偏移量以实现接触区域调整。最后结合铣刀截形与齿面节点偏移量设计磨齿所需砂轮截形,在Vericut中调用砂轮进行虚拟磨削。分析结果发现曲率调整后的齿轮接触性能有明显改变,说明加入磨齿工序的确实现了齿面曲率的调整且符合实际工艺流程。为弧齿锥齿轮系统的传动误差优化、接触区域修正提供了一个新的研究方法。