螺旋锥齿轮球面渐开线齿面形成原理及推论

从螺旋锥齿轮的精确齿面形状出发,详细地论述了球面渐开线齿面的基本组成。基于球面渐开线理论在螺旋锥齿轮方面已取得的研究成果,分析并总结其特点与不足,提出了螺旋锥齿轮的球面渐开线齿面形成原理。并对球面渐开线齿面形成过程中的关键环节产形线、工作齿廓和球面渐开线齿面的基本方程进行了推导和论述,为其设计及加工提出了一些方案,以便为螺旋锥齿轮的研究提供理论基础和思路。     

基于OpenGL的渐开线弧齿锥齿轮三维参数化建模

 通过对渐开线弧齿锥齿轮研究,以齿廓啮合定律为出发点,提出一种与加工方法无关的弧齿锥齿轮的精确建模方法.以此理论为依据,开发了一种基于OpenGL图形内核,集几何设计﹑动态仿真和力学计算于一体的弧齿锥齿轮专用建模软件,通过便捷的参数输入,自动完成渐开线弧齿锥齿轮的三维实体造型.且在建模过程中直接利用方程建立球面渐开线,从而保证了齿形的准确性,为后续直齿锥齿轮的有限元力学计算提供了精确的模型.     

基于PSO算法的斜齿轮NURBS齿面重构研究

斜齿轮被广泛应用于高速重载的传动系统中,需要通过齿轮接触分析(TCA)以及齿轮承载接触分析(LTCA)进行强度校核。针对传统的齿轮接触分析所采用的有限元几何模型精度差的问题,提出了一种四阶斜齿轮齿面非均匀有理B样条(NURBS)拟合方法,并对齿轮渐开线曲面控制点权重进行粒子群优化(PSO)。通过参数化方程生成斜齿轮齿面型值点以进行节点矢量以及齿面控制点的计算,并利用粒子群优化算法,将拟合点到理论曲面的法向投影距离的最大差值作为拟合误差,对构成齿轮的渐开线曲面控制点权重进行调整,实现更为精确的斜齿轮齿面重构拟合。在10×6的网格控制点下,所生成的斜齿轮NURBS渐开线齿面拟合误差为2.059μm,优化后可以达到1.657μm,满足齿廓总偏差2级精度要求,可以为齿轮接触分析以及齿轮承载接触分析提供精确的几何模型。     

网络化螺旋锥齿轮齿面加工集成制造系统

网络化螺旋锥齿轮齿面加工集成制造系统是在计算机网络技术、螺旋锥齿轮测量技术和螺旋锥齿轮数控加工技术综合运用的基础上而发展出来的,是今后世界螺旋锥齿轮齿面加工技术的发展潮流。文中介绍了它的工作原理、应用现状和发展前景;说明了与传统的螺旋锥齿轮加工方法相比其优点所在;阐述了实现网络化的螺旋锥齿轮齿面加工集成制造系统所需的软件、硬件和人员要求。     

基于Pro/E的无渐开线方程齿轮参数化建模

为了避免繁琐的渐开线方程的建立,并且能精确地得到齿轮齿根部分的非渐开线齿廓曲线即齿根过渡曲线而不只是作近似处理,同时能有效地模拟齿轮轮廓的加工过程,使齿轮参数化建模更方便、精度更高,根据范成法加工齿轮原理,通过齿条刀具模拟加工齿轮过程,并对齿条齿轮啮合系统进行参数化定义和设置,结合Pro/E中的运动仿真模块,使其齿条刀具上的各结点在运动仿真中生成运动轨迹,并作轨迹曲线的修改,从而获得精确的齿轮渐开线,进而完成齿轮的参数化三维模型的建立.此方法有效地模拟齿轮轮廓的加工过程,实现了齿轮齿廓精确绘制,脱离了繁琐的渐开线参数方程和程序语言的束缚,在齿轮参数化三维设计中新颖实用,通俗易懂.     

基于Pro／E的弧齿锥齿轮参数化造型

利用Pro／E参数化设计的概念对弧齿锥齿轮进行了参数化设计,详细介绍了弧齿锥齿轮的造型方法,当修改齿轮设计参数时,系统可实现齿轮三维模型的自动更新．     

直齿锥齿轮渐开线齿形起测点的展开角计算

本文按球面渐开线原理推导得出了直齿锥齿轮齿形起测点展开角的计算公式。并以上述分析为基础。得出直齿锥齿轮副的重合度的计算公式。供检测工作者参考和讨论。     

基于AutoCAD的齿轮造型方法研究

为解决渐开线齿轮的精确造型问题,提出了齿廓渐开线曲线的计算公式。基于 AutoCAD 的 ActiveX Automation 接口与 Visual Basic 编程语言,采用非均匀有理 B 样条拟合方法,实现了齿廓曲线的自动生成。在齿廓基础上,利用 AutoCAD 实体建模功能创建齿轮三维模型。该方法可以提高渐开线齿轮造型精度与效率,从而为渐开线齿轮的有限元分析提供了必要条件。     

螺旋的共轭轴理论及其应用

本文提出了两螺旋公共共轭轴线偶及其解析计算公式,论证了螺旋面上螺旋辐射线投影及其几何意义。证明元柱蜗杆、蜗轮的“啮合轴”正是蜗杆齿面螺旋和蜗轮、蜗杆相对瞬时运动螺旋的公共共轭轴线偶。蜗杆、蜗轮齿面的接触线是公共共轭轴线偶之一,在蜗杆螺旋齿面上的正投影。证明滚切齿轮(包括渐开线和非渐开线、直齿和斜齿)时存在一啮合极点和极平面。滚刀和齿轮的接触点在确定的极平面上,是啮合极点在齿面上的正投影。为应用空间啮合原理精确设计、研究滚刀,提供了几何模型和新的简便而精确的计算方法。     

直齿锥齿渐开线齿形起测点的展开角计算

本文按球面渐开线原理推导得出了直齿锥齿轮齿形起测蹼展开角的计算公式，并以上述分析为基础，得出直齿锥齿轮副的重合度εａ的计算公式，供检测工作者参考和讨论。     

圆弧齿锥齿轮接触动力学分析

运用三角网格方法重构了三维离散的圆弧齿啮合齿面模型。基于多体动力学理论和迟滞接触动力学方法,提出了考虑全齿面动态接触关系的螺旋锥齿轮三维接触动力学模型和动力学分析方法。运用三角网格单元接触的包围盒搜索技术和微分代数方程求解方法,仿真分析了单侧齿面接触、双侧齿面接触、负载扭矩和齿侧侧隙等因素对齿轮啮合传动特性的影响,获得了圆弧齿啮合全齿面接触冲击力,力矩和角速度等齿轮啮合传动的动态响应特性。研究表明：新方法和动力学模型较好地模拟了圆弧齿锥齿轮的承载特性和啮合接触动力学特性,对以动力学特性为目标的圆弧齿锥齿轮设计和齿轮系统动力学研究提供了理论参考。     

弧齿锥齿轮基本参数优化设计

为改善因传统机械式机床加工运动受限而采用局部共轭接触造成的齿面接触区域小的现状,同时为提升齿面接触性能,提出了一种弧齿锥齿轮基本参数优化设计方法。基于齿轮副全齿面接触的实现方法,以齿轮基本参数为优化变量、排除啮合界限线和根切界限线（以下简称为“2类界限线”）及防止齿顶变尖为约束条件,建立了以传动润滑性能综合参数和齿面瞬时接触线总长度最大为目标的齿面接触性能多目标优化数学模型。引入更加适合模型本身的现代多目标骨干粒子群算法求解最优基本参数。以一个具体的弧齿锥齿轮为研究对象,对比基本参数优化设计前后齿面的接触性能指标。数值仿真结果表明,优化后2类界限线分布于工作齿面区域外,表征润滑性能的综合参数的最小值和表征承载能力的齿面瞬时接触线总长度的最小值都有明显提升。有限元模型仿真结果表明,优化后工作齿面无干涉且呈全齿面接触。该研究提供了一种快速可行的弧齿锥齿轮基本参数最优设计方法,为弧齿锥齿轮的优化设计提供了参考。     

格利森弧齿锥齿轮啮合传动节线的数学原理

弧齿锥齿轮齿面线是设计和加工的重要几何要素,同时也是弧齿锥齿轮机床设计(包括格里森制式和奥利康制式)的重要出发点之一.从节圆锥面上节线的基本定义出发,结合格里森制式弧齿锥齿轮的加工原理,推导出单个弧齿锥齿轮的节线方程,并定量证明了一对相互啮合的弧齿锥齿轮节线在转动过程中是连续接触的.为弧齿锥齿轮接触轨迹方向的研究及接触状态的分析提供了一种方法.     

基于CATIA工程斜齿圆柱齿轮精确建模与失效有限元分析

以准确绘制齿廓渐开线和螺旋线为基础,通过多截面曲面绘制出齿型曲面并运用曲面缝合功能实现齿型闭合,最后结合技术细化处理,实现斜齿轮的精确建模．在此基础上,利用CATIA软件CAE功能并结合斜齿轮传动原理,对斜齿轮实际工况进行有限元分析,从而为工程失效分析提供精确的数据参考．     

An adaptive geometric meshing theory for the face-milled generated spiral bevel gears

Forschung im Ingenieurwesen - Tooth surface model is an essential element for the design, analysis, and manufacturing of gears. The tooth surface model of a spiral bevel gear is usually...     

Method for the pre-dimensioning of beveloid gears

Conical involute gears – also referred to as beveloid gears – are based on cylindrical involute gears, as both gear geometries are based on a basic rack. They differ from cylindrical gears in that the beveloid gears’ addendum modification along the face width is not constant, but linearly variable. This allows beveloid gears to transfer mechanical power with parallel, intersecting or even skewed axes up to shaft angles of approximately 20°, whereas bevel or hypoid gears are applied with larger shaft angles.Compared with both cylindrical and bevel gears, there is less knowledge available concerning the design of beveloid gears. Existing tools for contact analysis are based on predetermined main gearing data. Therefore a method to pre-dimension main beveloid gearing data based on application requirements was developed. Initially, equivalent cylindrical gears are dimensioned and then transformed into beveloid gears with the required mounting positions. The method involves pre-optimizing of beveloid gears with several targets. Firstly, to comply with selected boundaries of the addendum modification coefficient, as well as to minimize ease-off between the tooth flanks achieved by a centric contact pattern and ensure adequate tip clearance by reducing tip circles.The method was implemented in a software environment for tooth contact analysis and applied to a wide range of data sets. The evaluation demonstrated the efficient design of the main data of beveloid gears including pre-optimization to achieve the objectives mentioned previously. In further optimizations, the microgeometry of beveloid gears must be adapted regarding the gap that occurs between the flanks.     

Pitting failure of truck spiral bevel gear

Spiral bevel gears are some of the most important elements used in truck differential. In this study, the fracture of spiral bevel gear for truck differential produced from case hardening steel is investigated. In order to study the causes of the failure, specimens prepared from the damaged spiral bevel gears were subjected to experiments, such as visual inspection, hardness, chemical analysis and metallurgical tests. Pitting occurrence on gear surfaces was observed. The effect of microstructure on the fracture was considered. Low surface hardness values were found. The calculated contact stress was higher than the allowable contact stress which is emphasized in literature.     

Calculation of the length of a common normal for testing the displacement of the initial contour of a common bevel gear

Summary The formula derived on the basis of the suggested method for determining the length of the common normal of common bevel gears entails computations which consume less labor, are simpler, and more general. The new formula for calculating the common normal of bevel gears is transformed in a particular case into a new formula for computing the length of the common normal of spur gears. The distinctive feature of the new formulas consists of the absence in them of the involute angle.