弧齿锥齿轮齿面数学建模方法

弧齿锥齿轮的精确3D几何模型是虚拟装配、接触性能分析和精密测试的基础.由于弧齿锥齿轮齿面属于复杂曲面,形状和结构较复杂,当今的齿面成型技术还不成熟,以至于齿面无法精确成型.为提高齿面成形精度,研究一种快速精确的齿面成形方法.以齿轮啮合原理为理论依据,MATLAB为主要运算工具,精确输出齿面点三维坐标;采用3D建模软件SolidWorks进行三维建模.结果表明:该方法可以提高齿轮齿面的精度.     

平顶齿轮原理切制弧齿锥齿轮接触斑点分析

本文分析了用平顶齿轮原理切制弧齿锥齿轮时，对齿轮啮合质量有着直接影响的齿面接触斑点误差产生的原因，并提出了修正方法，以利于弧齿锥齿轮的设计计算。     

基于解析法和有限元法融合的准双曲面齿轮接触分析研究

以汽车驱动桥准双曲面齿轮为研究对象,研究解析法与有限元法融合的齿面接触分析方法。基于HFT法建立准双曲面齿轮加工数学模型,推导出齿面方程。通过构建齿面啮合数学模型,采用解析法计算出传动误差。通过数值算法求解出数值齿面,并构建出齿轮三维模型。将齿轮模型导入ABAQUS软件,通过提取每一帧的齿面瞬时接触椭圆,将其全部显现在最后一帧,从而获得齿面三维接触区。对一对准双曲面齿轮进行齿面接触有限元仿真,并进行磨齿加工实验。结果表明：有限元齿面接触区仿真结果与MASTA软件结果一致,与实际滚检接触区吻合,验证了所提出的齿面接触分析方法的正确性。     

MATLAB环境下的弧齿锥齿轮啮合接触分析

论述了弧齿锥齿轮齿面建模与啮合接触仿真的基本原理,在MATLAB环境下实现了一对弧齿锥齿轮的啮合仿真,给出了齿面接触区域图和传动误差曲线。接触区域为规则的四边形;传动误差曲线为对称的抛物线。     

弧齿锥齿轮齿面点坐标求解及模型建立

通过分析弧齿锥齿轮加工方法,根据共轭曲面求解原理和弧齿锥齿轮啮合以及旋转投影原理,建立弧齿锥齿轮齿面模型。采用iSIGHT优化设计软件,利用连续二次规划和混合整数最优算法,计算弧齿锥齿轮齿面点的三维坐标,在MATLAB和Pro/E中建立弧齿锥齿轮齿面三维曲面仿真模型,为弧齿锥齿轮数控加工机床精度设计提供了一定的参考依据。     

准双曲面齿轮数控加工仿真系统设计

根据准双曲面齿轮数控加工原理,提出了CNC铣齿机、齿轮毛坯和盘铣刀实体模型的具体构建方法;利用简化的齿轮毛坯实体模型和盘铣刀实体模型做布尔减运算,在计算机上实现了模拟工件材料的去除过程;通过加工仿真结果和实际加工结果对比,验证了加工仿真方法的正确性.所获得的仿真结果可为齿面接触分析和有限元应力分析提供精确的实体模型.     

准双曲面齿轮HFT磨齿齿面接触区预测方法研究

为了便于预测汽车驱动桥准双曲面齿轮齿面接触形态,提出了一种齿面失配分析方法。通过构建准双曲面齿轮HFT磨齿数学模型和共轭啮合数学模型,推导出了与大轮齿面完全共轭的小轮基准齿面方程。采用数值方法计算出了小轮实测齿面与小轮基准齿面之间的偏差,通过图形化表达构建出了齿面失配拓扑图。以一对HFT磨齿的准双曲面齿轮为例,进行了齿面接触区仿真预测,滚检试验结果与仿真预测结果相一致,表明所提出的齿面失配分析方法可以对齿面的接触情况作出预测。该方法为齿面接触区的修正提供了理论指导。     

准双曲面齿轮副节锥参数新算法

提出了新的确定准双曲面齿轮各节锥参数之间几何关系的计算公式,并基于此计算原理,提出新的准双曲面齿轮节锥设计、大轮齿面成形和小轮齿面成形的计算方法。应用该新算法可简便地求出齿轮的加工参数和进行齿面优化设计。     

螺旋锥齿轮端铣加工刀位计算方法

针对螺旋锥齿轮在数控加工中心上加工效率低的问题,提出利用盘状铣刀对螺旋锥齿轮进行端铣的加工方法.由螺旋锥齿轮齿面及刀具的几何特征,调整铣刀与被加工齿面的相对位置,使齿面与刀具包络面的法截面相对法曲率最小,增大切削带宽,同时控制刀轴矢量调整切削深度避免加工干涉.最后将规划的加工刀位转化到数控机床轴上,利用VERICUT进行加工仿真验证该方法的可行性与正确性.     

Sculptured surface machining of spiral bevel gears with CNC milling

Gears are crucial components for modern precision machinery as a means for the power transmission mechanism. Due to their complexity and unique characteristics, gears have been designed and manufactured by a special type of machine tools, such as gear hobbing and shaping machines. In this paper, we attempt to manufacture the spiral bevel gear (SBG: the most complex type among the gear products) by a three-axis CNC milling machine interfaced with a rotary table. This consists of (a) geometric modeling of the spiral bevel gears, (b) process planning for NC machining, (c) a tool path planning and execution algorithm for both 4-axis and 3/4-axis (three out of four axes) controls. Experimental cuts were made to ascertain the validity and effectiveness of the presented method with a CNC milling machine controlled by the 3/4-axis control mode.     

螺旋锥齿轮齿顶线数学建模方法

在螺旋锥齿轮齿顶倒棱加工中,刀具按照一定的轨迹运动,首先要明确齿顶线的数学模型。从螺旋锥齿轮齿面的加工原理出发,得到了螺旋锥齿轮齿面的数学模型,然后与齿轮外圆锥面方程按照曲面求交的方法得到了齿顶线的数学模型,为螺旋锥齿轮齿顶倒棱加工提供理论支撑。     

螺旋锥齿轮双锥辊辗压成形模具设计

介绍从动螺旋锥齿轮的生产现状及缺点,提出双锥辊辗压成形螺旋锥齿轮的工艺.以某齿轮为例,给出了辗压工艺、毛坯设计方法、模具结构及其特点.通过试验锻造出合格的锻件,验证该工艺切实可行,模具设计合理可靠.     

超大型精密硬齿面螺旋锥齿轮加工新技术

大规格减速机的制造受到极大制约,发展超大型精密硬齿面螺旋锥齿轮制造技术势在必行。基于五轴联动的螺旋锥齿轮制造,将建模/TCA软件得到的三维模型导入CAM软件,采用等高线、五轴仿形加工等CAM刀轨编程方法,编制CAM程序,并导入机床TNC。     

Geometric error measurement of spiral bevel gears using a virtual gear model for STEP-NC

Geometric error measurement is required to evaluate the grade of the manufactured gears. Due to the complexity of the spiral bevel gear, direct measurement with the physical part has been conducted in a very limited way. In this paper, we present an indirect measurement based on the virtual gears model (VGM), obtained by NUBS fitting of the surface points measured by CMM (coordinate measuring machine). By comparing the VGM with CAD model (soft-master model), various errors such as tooth profile error and tooth trace error can be automatically measured. The developed method is simple and robust without requiring a special measuring device, and hence it can be applied for the industrial practice as a means for measuring the tooth profile and tooth trace errors which cannot be measured by the conventional method. Further, the model-based method can be incorporated on the advanced CNC controller based on the new CAM–CNC interface scheme of STEP-NC [STEP (standard for transfer and exchange of product model data) based data model for CAM and CNC interface] as an on-line inspection module. Algorithmic details together with experimental validation results are given.     

等高齿对数螺旋锥齿轮加工仿真

对数螺旋线作为齿向线的螺旋锥齿轮称之为对数螺旋锥齿轮,对数螺旋锥齿轮按照齿高分有渐缩齿与等高齿两类,它具有沿齿向线方向螺旋角处处相等这一显著优点。由于等高齿螺旋锥齿轮具有传动平稳性高、运转噪音低等优点,等高齿螺旋锥齿轮在我国应用越来越广泛,尤其在重型卡车中。但与一般的螺旋锥齿轮相比,其空间啮合理论较为复杂。通过研究基于UG的CAM功能,创建刀具、几何体以及程序,计算等高齿对数螺旋锥齿轮的刀具轨迹仿真,为实现齿轮的数控加工奠定基础。     

从动螺旋伞齿轮精锻成形数值模拟和实验研究

对从动螺旋伞齿轮的精锻成形过程进行三维刚塑性有限元模拟和实验研究,得出了从动螺旋伞齿轮精锻过程的金属流动规律和变形力参数特征,获得了从动螺旋伞齿轮精锻工艺方法和成形力计算公式,为从动螺旋伞齿轮的精锻成形工艺的应用提供指导。     

直齿锥齿轮摆线旋分加工数学模型及参数优化

针对直齿锥齿轮加工方法间歇分度、生产效率低的问题,基于直齿锥齿轮摆线旋分加工方法,采用空间曲线逼近直线的数学方法解释直齿锥齿轮旋分加工原理。在此基础之上,给出摆线旋分加工数学模型,即切削点轨迹的数学模型,并分析影响参数,确定各参数范围及影响规律,进而获得符合加工要求的切削点轨迹。     

基于PowerMill的弧齿锥齿轮在五轴数控机床上的加工研究

目前对于单件、小批量弧齿锥齿轮的加工,需要齿轮专用机床或数控弧齿锥齿轮铣齿机,该类机床存在加工对象窄、加工范围有限、单件生产成本高等局限性;对于一些特殊参数的不完全齿或应用在某些特殊场合的弧齿锥齿轮,无法在专用机床上加工。针对上述问题,提出在五轴数控机床上完成弧齿锥齿轮加工,指出了问题,并给出解决方案;实现了UG环境下弧齿锥齿轮的数字化建模,在Power Mill软件下生成弧齿锥齿轮的刀具路径且后置处理生成NC代码,并在VERICUT环境下进行仿真与效验,最后在五轴数控机床DMG_DMU50V上完成零件加工。经锥齿轮检查机检测,用五轴数控机床加工弧齿锥齿轮能满足设计要求,适合于单件或小批量生产。