基于数控弧齿锥齿轮铣齿机的齿面修正

针对数控弧齿锥齿轮铣齿机,建立机床加工坐标系,将刀位、切削滚比变化多项式代入轮齿接触分析的过程,以齿面接触路径、传动误差曲线作为评价目标,研究刀位、切削滚比变化对齿面的修正规律。通过举例表明,在不改变切齿刀盘直径的前提下,即可实现对齿长曲率的修正,同时可更加灵活地控制齿面接触路径与传动误差曲线。这一研究丰富了齿面接触区的调控手段,发挥了机床的运动特性。     

双重螺旋法切齿参数对螺旋锥齿轮啮合特性的影响

针对螺旋锥齿轮双重螺旋法加工,考虑切齿参数误差,采用齿面接触分析方法,以双重螺旋法加工的(8×43)准双曲线齿轮副为例,分析了切齿参数对凹凸两齿面啮合特性(接触迹位置、传动误差及瞬时接触椭圆特征)的影响,获得了齿面接触位置对切齿参数误差敏感性特征。结果表明:滚比对接触迹位置的影响最大,正向滚比误差使得接触印痕向轮齿的大端以及齿顶方向移动,造成齿根附近潜在接触区增大;而径向刀位对齿长方向的影响较大,刀具齿形角在齿高方向的影响较为明显,角向刀位对接触迹位置则几乎没有影响。     

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。     

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。     

展成直齿及斜齿锥齿轮传动的计算机模拟

文中研制成展成直齿及斜齿锥齿轮传动的计算机模拟软件。计算机模拟和切齿试验表明,现在广泛采用的切齿调整计算法,得到的齿面接触区很差:接触迹线几乎与分度锥母线平行,由齿的一端啮入,另一端啮出,大部分时间由齿的两端传动;在滚动检验机上略加载,扩展后的接触区是沿齿长方向的一条狭长的接触带,齿的上半部和下半部大部分不能参加啮合。调整滚比或横向移动刨刀,只能沿齿高方向或沿齿长方向移动这条接触带的位置,改变不了其形状和宽度。引入轮位修正之后,接触迹线的走向沿着齿高方向,而且还可以控制接触区的长度,得到比较理想的接触区。     

展成直齿及斜齿锥齿转传动的计算机模拟

文中研制成展成直齿及斜齿锥齿轮传动的计算机模拟软件。计算机模拟和切齿试验表明，现在广泛采用的切齿调整计算法，得到的齿面接触区很差；接触迹线几乎与分度锥母线平行，由齿的一端啮入，另一端啮入，大部分时间由齿的两端传动；在滚动检验机上略加载，扩展后的接触区是沿齿长方向的一条狭长的接触带，齿的上半部和下半部大部分不能参加啮合，调整滚比或横向移动刨刀，只能沿齿高方向或沿齿长方向移动这条接触带的位置，调整滚比或横向移动刨刀，只能沿齿高方向或沿齿长方向移动这条接触带的位置，改变不了其形状和宽度，引入轮位修正之后，接触迹线的走向沿着齿高方向，而且还可以控制接触区的长度，得到比较理想的接触区。     

基于螺旋锥齿轮切齿工序误差分析

对影响螺旋锥齿轮制造加工精度的重要因素——切齿工序误差进行了分析,提出了齿面接触区误差、齿距误差、齿面粗糙度误差修正方案,并指出切齿工序误差对齿轮噪音有严重影响。     

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。     

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.     

准渐开线齿廓的滚切法成形理论研究

本文分析了标准渐开线齿形误差产生的各个因素,对其中“运动量参数”的影响因素,建立了定量关系式。在此基础上,推导了基于滚切法成形任意齿廓的ＣＮＣ运动控制模型。为ＣＮＣ滚齿机滚切成形任意齿廓,提供了理论基础 。     

圆柱齿轮滚切倒棱刀具设计

针对实际生产中圆柱齿轮的高速齿廓倒棱需求,提出了连续切削的滚切倒棱新方法,完成了滚切倒棱刀具廓形设计。首先参考圆柱齿轮滚齿加工运动,建立刀具与齿轮的初始位置关系及刀具安装位姿坐标系,并通过倒棱参数与所建的安装位姿坐标系计算刀具安装位姿参数;其次根据倒棱运动及刀具安装位姿,建立空间运动坐标系并推导坐标系间的变换关系,通过连续求解刀具前刀面与齿轮倒棱目标廓形的接触点,提出刀具廓形计算方法;最后选取某型号的圆柱斜齿轮为倒棱对象,利用切削仿真软件完成齿轮及滚切倒棱刀具的三维建模,通过编写仿真运动程序实现倒棱切削仿真,在此基础上利用倒棱机床进行加工实验。仿真及实验结果表明,所设计的倒棱刀具能够满足圆柱齿轮的高效齿廓倒棱需求,也验证了刀具廓形计算方法的正确性。     

基于齿面位姿-几何误差模型的大规格滚齿机关键误差识别

为研究影响大规格滚齿机加工精度的关键几何误差,提出了一种基于齿面位姿-几何误差模型结合Sobol法的机床关键几何误差识别方法。首先,基于齐次坐标变换理论,建立了刀具位姿-几何误差模型,通过求解滚齿双参数包络方程,获得了加工齿面接触迹点坐标值,建立了机床齿面位姿-几何误差模型;然后,考虑几何误差的随机性和互耦性,利用Sobol法对该模型进行敏感性分析,计算了几何误差的敏感度系数以识别出关键几何误差;最后,进行了关键几何误差虚拟仿真修正和对比验证。研究结果表明,所提方法能有效识别大规格滚齿机的关键误差项。     

采用碟形砂轮的斜齿面齿轮磨齿技术研究

为了制造出高精度硬齿面斜齿面齿轮和获得抛物线传动误差并改善啮合性能,对采用碟形砂轮加工双向修形的斜齿面齿轮的磨齿方法进行了研究。设计了渐开线失配的碟形砂轮齿面,分析了碟形砂轮磨削斜齿面齿轮的展成原理,根据展成原理和用渐开线失配的碟形砂轮并改变砂轮的运动,推导出双向修形斜齿面齿轮的齿面方程。给出了双向修形斜齿面齿轮的齿面计算和接触分析实例,结果表明:理论齿面的最大齿面误差为5.98×10-4μm,采用碟形砂轮加工双向修形斜齿面齿轮的磨齿方法是可行的,获得了斜齿面齿轮抛物线传动误差,避免了边缘接触并改善了斜齿面齿轮的啮合性能。     

渐开线斜齿轮整体虚拟滚齿仿真及齿面精度研究

利用专业三维软件CATIA V5的宏程序功能,基于共轭齿面包络加工原理,研究了滚刀加工渐开线斜齿轮的计算机虚拟加工问题,完成了斜齿轮的整体虚拟滚齿切削仿真技术。利用CATIA中的命令提取并结合由虚拟加工得到的众多细小曲面来形成齿轮齿面,实现了精确齿轮整体模型的仿真加工方法,并通过与理论齿面比较,齿面精度误差在1μm以下,验证了该方法的正确性,并对可能影响齿面精度的加工因素进行了探讨。本方法为提供齿轮机床的误差形成原理,以及理论齿面和误差齿面的齿轮有限元分析提供了一个虚拟的三维数据研究平台。     

基于端面滚切法加工的锥齿轮齿面测量研究

针对端面滚切法加工的锥齿轮齿形精度问题,在国产齿轮测量中心上对齿面偏差测量方法进行了研究.分析了测量原理,规划了测量区域和测量路径,建立了锥齿轮端面滚切法切齿数学模型,计算出了理论齿面.对测头半径和测杆变形进行了坐标补偿,通过齿轮与浏量机坐标转换,得到了控制测量动作的测头中心理论位置,根据实际测量值建立了齿面偏差方程....     

利用普通滚齿机滚削加工硬齿面的技术探讨

介绍一种利用普通滚齿机滚切硬齿面的加工工艺方法 ,针对这种硬齿面的加工特点 ,提出对刀具、滚齿机、切削用量的特殊要求以及解决方法     

面齿轮磨削齿面齿形误差修正

以面齿轮齿面的形状误差为研究对象,建立了面齿轮齿面数学方程,通过三坐标测量仪（CMM）对面齿轮齿面进行了误差测量。为提高面齿轮齿面的精度,提高其理论和工程的应用价值,提出了一种基于序列二次规划（SQP）的面齿轮齿面误差评定方法。建立了齿面误差的识别方程,应用序列二次规划算法对机床加工参数进行优化求解,并与最小二乘优化法进行对比,应用修正后的机床调整参数,再次通过三坐标测量仪对修正后的齿面误差进行检测,验证了该方法的可行性。     

基于差齿面拓扑的轮齿承载拟赫兹接触分析

基于齿条曲面多项式与齿轮公切共轭产形原理,建立了数值齿面、差齿面ease-off模型;通过ease-off曲面映射,解析了齿面接触路径、传动误差、接触线等轮齿啮合特性信息。利用势能法、变形协调方程与拟赫兹接触分析解决了齿面载荷计算、边缘接触应力求解问题,获得了轮齿啮合刚度、传动误差、齿间载荷分担、载荷分布、接触应力等齿面啮合的时变历程特性。计算结果与第三方软件的计算结果具有较好的一致性。     

Pinion tooth surface generation strategy of spiral bevel gears

Aviation spiral bevel gears are often generated by spiral generated modified(SGM) roll method.In this style,pinion tooth surface modified generation strategy has an important influence on the meshing and contact performances.For the optimal contact pattern and transmission error function,local synthesis is applied to obtain the machine-tool settings of pinion.For digitized machine,four tooth surface generation styles of pinion are proposed.For every style,tooth contact analysis(TCA) is applied to obtain contact pattern and transmission error function.For the difference between TCA transmission error function and design objective curve,the degree of symmetry and agreement are defined and the corresponding sub-objective functions are established.Linear weighted combination method is applied to get an equivalent objective function to evaluate the shape of transmission error function.The computer programs for the process above are developed to analyze the meshing performances of the four pinion tooth surface generation styles for a pair of aviation spiral bevel gears with 38/43 teeth numbers.The four analytical results are compared with each other and show that the incomplete modified roll is optimal for this gear pair.This study is an expansion to generation strategy of spiral bevel gears,and offers new alternatives to computer numerical control(CNC) manufacture of spiral bevel gears.