鼓形蜗杆齿面误差检测原理与测量方法

为对鼓形蜗杆齿面这一复杂螺旋面的误差进行检测,提出一种以鼓形齿面偏差作为综合判断平面包络鼓形蜗杆齿面加工误差的误差检测方法。基于齿轮啮合原理建立齿面数学模型,利用齿轮检测中心的轮廓扫描得到轴向齿形;为得到鼓形蜗杆齿面实际接触坐标值,依据鼓形蜗杆齿面方程和齿轮测量中心的特点,进行了测头半径补偿;为实现测量数据与鼓形蜗杆齿面的理想测头中心轨迹的比较,进行了坐标变换;应用最小二乘法原理对测量数据和理论数据进行匹配,得到评估函数,进而得到各测量点的齿面偏差值。对鼓形蜗杆样件齿面进行误差测量实验,验证了上述检测原理和测量方法的可行性。测量结果表明,该鼓形蜗杆样件的上侧齿面误差值为0.079 mm,下侧齿面误差值为0.082 mm。研究内容能形成鼓形蜗杆齿面的误差检测评价体系,有利于内齿轮包络鼓形蜗杆传动的推广和应用。       

鼓形齿轮联轴器齿面接触分析与试验

本文在分析鼓形齿轮联轴器设计、加工及传动方面诸问题的基础上,按共轭曲面原理建立了鼓形齿轮联轴器传动理论,推导了鼓形处齿接触线及齿面方程,运用电子计算机计算并分析了不同工作倾角下齿面接触状态的变化及规律,进一步使用笔者设计发明的按共轭原理滚动鼓形齿轮装置(专利申请号87101897)切制了按不同工作倾角设计的鼓形外齿并进行了接触试验,从而揭示了鼓形齿轮联轴器传动的实质,为优化设计、加工鼓形齿轮联轴器提供了条件     

平面齿内齿轮包络鼓形蜗杆齿面误差检测及溯源

平面齿内齿轮包络鼓形蜗杆传动是一种新型蜗杆传动,由平面齿内齿轮及平面齿内齿轮包络鼓形蜗杆所组成,具有体积小、重量轻及高功率密度等特点,在对体积和重量有限制的特服重载传动领域有广泛的应用前景。为了掌握平面齿内齿轮包络鼓形蜗杆齿面精度理论,本文利用微分几何与啮合理论建立含工艺误差的齿面数学模型,基于齿轮测量中心自由扫略功能分析齿面数据采集方式,探讨测头半径补偿原理及齿形匹配方法等,研究基于遗传算法的齿面误差溯源优化算法,并对样件齿面进行误差检测试验及误差溯源分析,验证了上述误差检测原理及溯源方法的可行性。研究内容能为平面齿内齿轮包络鼓形蜗杆的精度评价及后续高精修正加工提供理论指导,有利于内齿轮包络鼓形蜗杆传动的推广和应用。     

鼓形齿齿轮联轴器齿面润滑状态分析

以ＣＬ型齿轮联轴器为例，结合鼓形轮齿的结构特点，应用弹性流体动力润滑理论对鼓形齿齿轮联轮器的齿面润滑状态进行了分析，并讨论了影响齿面润滑状态的各种因素及提出了防止齿面磨损的措施．     

鼓形齿轮联轴器渐开线齿廓的理论分析

从理论上建立了渐开线鼓形齿齿廓方程，并由此方程推导出鼓形齿联轴器的齿面接触点位置、齿侧间隙和综合曲率半径的计算式。借助数值方法可用于鼓形齿联轴器齿形参数的优化设计。     

鼓形齿轮联轴器渐开线齿廓的理论分析

从理论上建立了渐开发线鼓形齿齿廓方程，并由此方程推导出鼓形齿联轴器的齿面接触点位置，齿侧间隙和综合曲率半径的计算式，借助数值方法可用于鼓形齿联轴器齿形参数的优化设计。     

偏摆锥差直齿锥齿轮副的轮齿加工新方法

从啮合原理出发，阐述了少齿差内锥齿轮副大轮采用成形刨削、小轮采用鼓形修正的刨齿方法．根据二阶齿面展成理论，引入轮位修正、床位和创刀横向调整，将小轮齿面修形，与大轮齿面实现失配啮合，有利于提高少齿差内锥齿轮副的齿面接触质量．     

偏摆锥差直齿锥齿轮融的轮齿加工新方法

从啮合原理出发，阐述了少齿差内锥轮副大轮采用成形刨削，小轮采用鼓形修正的刨齿方法，根据二阶齿面展成理论，引入轮位修正、床位和刨刀横向调整，将小轮齿面修形，与大轮齿，面实现失配啮合，有利于提高少齿差内锥齿轮副的齿面接触质量。     

鼓形齿回转支承性能验证

目前,设计者们已成功试制出鼓形齿回转支承,但对其进行模拟实际工程机械工况的性能研究仍停留在理论分析上,因此,需要实际采集实验数据与直齿轮进行性能对比,对其理论性能特点进行验证。文章模拟实际工况制作了鼓形齿与直齿回转支承性能试验设备,并进行加载和运行,设置多个观测项目和观测点进行数据收集。基于试验采集的数据分析,鼓形齿回转支承体现了长寿命、耐磨损、难断齿、易维护等性能特点。与鼓形齿的设计的理论基础相吻合,有利于回转支承的常见的失效形式——断齿问题的解决。     

鼓形齿联轴器鼓形齿设计方法的研究

鼓形齿联轴器是广泛应用于矿山、冶金、轧钢等领域的关键基础件之一.作为联轴器的核心设计内容,论文根据现有设计经验,对鼓形齿的设计方法和强度校核进行了归纳总结,并对鼓形齿联轴器的设计要点进行了探讨,为鼓形齿联轴器的设计提供借鉴,对鼓形齿联轴器的推广应用具有重要的意义.     

旋转刀盘母面成形的弧齿线圆柱齿轮数学建模

将空间啮合理论用于齿轮的齿面数学方程推导,建立了可用于理论分析的采用旋转刀盘为成形母面的弧齿线圆柱齿轮齿面数学方程.通过观察分析齿轮加工中刀盘与齿胚的运动关系,将弧齿线圆柱齿轮齿面分割为3个主要构成曲面,建立了加工过程中的动态与静态坐标系,依据曲面包络理论建立工作曲面的曲面数学方程,根据坐标转换关系建立了齿底和齿根曲面方程;在此基础上建立齿面方程.输出齿面的点云数据,通过逆向工程拟合取得可用于编辑裁剪的齿轮曲面,再根据曲面之间的关系裁剪曲面,最终生成齿轮3D模型实体.此方法建立了精确的弧齿线圆柱齿轮3D模型,并且与采用模拟加工方法生成的模型一致,为精确地进行有限元分析提供了基础;而由此方法获得的曲面方程可用于对弧齿线圆柱齿轮的理论分析.     

A Method for Identification and Compensation of Machining Errors of Digital Gear Tooth Surfaces

In order to generate the digital gear tooth surfaces (DGTS) with high efficiency and high precision, a method for identification and compensation of machining errors is demonstrated in this paper. Machining errors are analyzed directly from the real tooth surfaces. The topography data of the part are off-line measured in the post-process. A comparison is made between two models: CAD model of DGTS and virtual model of the physical measured surface. And a matching rule is given to determine these two surfaces in an appropriate fashion. The developed error estimation model creates a point-to-point map of the real surface to the theoretical surface in the normal direction. A "pre-calibration error compensation" strategy is presented. Through processing the results of the first trail cutting, the total compensation error is predicted and an imaginary digital tooth surface is reconstructed. The machining errors in the final manufactured surfaces are minimized by generating this imaginary surface. An example of machining 2-D DGTS verifies the developed method. The research is of important theoretical and practical value to manufacture the DGTS and other digital conjugate surfaces.     

波发生器外置谐波式齿轮泵轮齿表面耐磨分析

针对普通齿轮传动和谐波齿轮传动在齿面磨损计算方面的差异。通过对波发生器外置谐波式齿轮泵柔轮所受液压力的分析,推导了柔轮所受液压力矩的近似计算公式,并在此基础上推出了轮齿工作表面耐磨条件公式,为谐波式齿轮泵的设计和进一步研究提供了理论参考。     

基于齿面发生线的弧齿锥齿轮铣削加工仿真分析

基于球面渐开线弧齿锥齿轮的齿面生成原理,对齿面的发生线形成理论进行了研究,并提出了一种以齿面发生线作为铣削刀刃,通过三轴联动的方式加工出弧齿锥齿轮齿面的加工方法。建立了锥齿轮加工机床的三维模型,进行了锥齿轮的加工仿真,并对仿真生成的锥齿轮进行了齿面接触迹线分析。研究表明,基于该理论进行弧齿锥齿轮的铣削加工,运动和控制简单,且加工出来的锥齿轮能实现大倾角线接触传动。     

渐开线圆柱斜齿轮齿面的公差建模

为了研究和仿真公差对齿轮运动学性能的影响,建立了齿面公差的参数化数学模型.基于新一代产品几何规范（GPS）标准体系,将表面几何偏差分为本质特征偏差和方位特征偏差.引入替代表面的概念,基于理论表面矢量参数化表示,用矢函数来描述替代表面和理论表面之间的本质特征偏差.基于三维空间刚体运动学,采用齐次坐标变换矩阵来描述替代表面在欧氏空间中相对于参考要素的方位特征（方向和位置）偏差.以圆柱斜齿轮齿面为例,采用提出的公差域建模方法,构建了该齿面的本质特征偏差和方位特征偏差的参数化模型,进而建立了圆柱斜齿轮齿面的公差数学模型     

螺旋锥齿轮齿面拓扑误差评定软件包的开发

建立了螺旋锥齿轮的理论齿面模型,从理论上分析了螺旋锥齿轮整体误差的形成原因及其分离方法,把螺旋锥齿轮齿面拓扑误差分解为三种整体形状误差:零阶、一阶和二阶误差.提出了差曲面和最小二乘法相结合的方法,提取了螺旋锥齿轮齿面拓扑误差的特征参数.用VC 6.0和Matlab两种语言相结合,开发了螺旋锥齿轮齿面拓扑误差评定软件包.该软件包可以绘制出大小齿轮的理论齿面和差曲面,利用得到的差曲面可迅速地计算出各阶误差的特征参数值,实现了对齿面拓扑误差的定量评定.     

基于齿面发生线的弧齿锥齿轮切齿运动分析

为了展成切削出无理论误差的球面渐开线齿形的弧齿锥齿轮齿面,采用以齿面理论发生线作为刀刃的切削方法.分析了此方法所需要的运动及运动的实现方法.结果表明:采用此种方法切齿时,机床运动与结构简单,刀具简单,仅需1次工件装卡即可完成弧齿锥齿轮凸面、凹面的粗加工和精加工;大齿轮和小齿轮、左旋齿轮和右旋齿轮均可以用同一机床、同一刀盘完成切削,且容易调整齿面接触区.     

高阶传动误差函数的面齿轮传动设计新方法

为了提高面齿轮传动的动态性能和降低啮合对安装误差的敏感性,提出具有高阶传动误差函数的面齿轮齿面设计方法,描述了齿轮传动反映输出和输入角度关系的四阶传动误差函数的数学模型,考虑刀具齿轮与圆柱齿轮齿数差,推导了面齿轮数控加工过程中具有四阶传动误差函数的齿面方程．利用盘形砂轮对渐开线圆柱齿轮齿向修形,发展圆柱齿轮齿向修形的鼓形齿面．建立面齿轮副轮齿接触分析条件,对具有四阶传动误差函数的面齿轮和齿向鼓形的渐开线圆柱齿轮的啮合进行了计算机仿真和啮合分析．研究结果表明,设计传动误差幅值为10″,在对准安装和轴夹角误差为0．02。的条件下,齿轮副输出的高阶传动误差幅值为0″,其他形位参数与预置的参数完全一致;齿面接触区域对安装误差不敏感,接触迹线始终稳定在齿轮半径的172mm附近。     

HGT准双曲面齿轮精确建模和加载接触分析

包含工作齿面和齿根过渡曲面的齿轮完整的三维几何模型是进行有限元分析等的基础。论文以加工方法HGT为研究对象,根据格里森HGT准双曲面齿轮的加工方法和加工原理,并以摇台机床为基础,推导了理论工作齿面方程和齿根过渡曲面方程,在此基础上建立了三维几何仿真模型,并对齿轮副进行了轮齿加载接触分析,得到齿轮副在拟真实工况下的齿面印痕、传动误差曲线和载荷分配系数。最后通过切齿试验验证了理论推导的正确性。仿真和试验结果表明：1) 齿轮重合度大,传动平稳;2) 当大轮加载扭矩超过一定值（文中为500N.m）时,轮齿会出现边缘接触。该研究为齿轮的强度和振动分析等提供了可靠的前提条件。