基于Pro/E的角变位斜齿轮参数化精确建模研究

综合运用Pro/E软件的参数化技术对渐开线角变位斜齿轮参数化的精确建模设计进行了研究,以角变位斜齿轮加工和渐开线齿廓生成原理为基础,对比斜齿轮一般建模方法,从前齿廓截面、后齿廓截面的建立和螺旋线生成三个方面,提出了精确的角变位斜齿轮参数化建模方法,实现了角变位斜齿轮精确建模设计。     

基于Pro/E的渐开线角变位斜齿轮参数化设计

参数化设计方法作为一种全新的设计方法现已广泛用于工业界.充分运用Pro/E软件的参数化技术,实现渐开线角变位斜齿轮的三维参数化建模.依据渐开线生成的基本原理和理论公式,在方程编辑器中输入渐开线的笛卡尔坐标方程,从而生成精确的齿轮轮廓渐开线;根据角变位斜齿轮各参数的计算公式,精确创建了齿廓曲线;利用扫描混合和阵列命令创建斜齿轮的轮齿特征.参数化设计为齿轮的装配和模拟仿真提供了基础,使机械产品的CAD/CAFJCAM成为可能.     

基于Pro/E角变位齿轮参数化建模方法研究

相对于标准齿轮,变位齿轮具有配凑中心距、避免根切、使机构结构紧凑等优点,但设计计算复杂,模型很难精确建立。基于变位齿轮的变位特点、加工原理及渐开线齿廓的参数化方程,结合实例,利用Pro/E中拉伸、阵列等参数化建模方法,建立齿顶圆、分度圆、齿根圆、基圆等几何参数与模数、齿数及压力角等基本参数的关系,实现变位齿轮的三维参数模型的精确建立;通过修改相应的设计参数及关联关系式,能够实现不同变位系数齿轮的快速造型,同时避免复杂的尺寸计算和重新建模的过程,提高了设计效率。     

基于Matlab的渐开线变位直齿轮时变啮合刚度计算分析

考虑齿轮真实的渐开线及过渡曲线方程,对齿轮进行精确建模,推导并利用Weber能量法计算了变位齿轮变形量,推导了刚度计算中涉及的载荷角β_j、压力角αk、旋转角tanαk同载荷点坐标XMj的映射关系,根据齿轮重合度,计算了齿轮啮合周期中单、双对齿轮交替啮合的区段边界;在此基础上,考虑齿轮副综合啮合效应,求解出齿轮副综合时变刚度。通过Matlab GUI编程,实现了齿轮参数化建模设计与齿轮时变刚度计算的有机结合。研究结果为进一步进行变位齿轮动力学研究提供了重要支撑。     

基于SolidWorks的齿轮泵用渐开线变位齿轮实体建模

在SolidWorks中,以Visual Basic为开发工具,通过对渐开线变位齿轮加工原理的分析,得出组成齿廓的各部分曲线,并确定其曲线方程.根据外啮合齿轮泵的应用特点合理选择和计算出变位齿轮的各设计参数,利用SolidWorks API相关函数绘制出完整齿廓并完成实体建模.     

非圆齿轮设计及其运动学分析

为提高非圆齿轮设计效率及规避现有设计方法模型在导入过程中存在的模型信息损失问题,给出一种非圆齿轮副的啮合设计方法。应用椭圆几何学及齿轮啮合基本条件,推导出非圆齿轮的啮合节曲线及齿廓的一般方程,基于MATLAB参数化设计思想和Pro/E三维建模功能,实现了非圆齿轮的三维参数化模型的构建。在MATLAB软件平台下编程对不同阶数和离心率的齿轮副的传动比、角速度、角加速度理论曲线进行描绘。运用Pro/Mechanism design模块进行运动学仿真分析,得到从动齿轮角速度、角加速度与时间的关系曲线。通过对比分析,发现理论曲线与仿真曲线基本一致,验证了给出的非圆齿轮节曲线设计方法的可行性和正确性。     

圆环面包络圆弧圆柱蜗杆传动啮合特性分析

基于齿轮啮合原理和数值分析软件,对圆环面包络圆弧圆柱蜗杆副(ZC1)啮合区进行分析,结合根切界限曲线研究分析齿形角、齿廓圆弧半径和变位系数的变化对啮合区的影响,通过试验绘制关系图,得出不同的啮合特性曲线,对圆环面包络圆弧圆柱蜗杆副参数化最优设计提供参考意义。     

直线共轭内啮合齿轮传动的齿形参数研究

针对直线共轭内啮合齿轮副的特性,参照渐开线齿轮传动定义了直线齿廓外齿轮的基本参数,讨论了齿顶半角、压力角和最小齿数的关系,分析了直线齿廓上的压力角随齿高的变化规律,提出了直线共轭变位传动的概念。在此基础上,对齿廓上的啮合极限点进行了研究,计算了直线齿廓上可以参与啮合的线段长度。通过研究齿廓线段与对应啮合转角之间的关系,推导了重合度计算公式,保证在齿形参数设计时满足连续传动的要求。最后通过内啮合齿轮泵的工程实例,验证了直线共轭内啮合传动的齿形参数设计方法和齿轮副的啮合传动性能。     

基于MATLAB及Pro/E的参数化非圆齿轮设计

根据实际生产过程中齿轮的设计需要以及渐开线齿廓的形成原理与齿轮啮合原理,建立非圆齿轮齿廓曲线的数学模型。以椭圆齿轮为例,结合MATLAB和Pro/E进行椭圆齿轮的全参数化设计,首先在MATLAB编程环境下进行曲线模型的编制,生成符合Pro/E格式的.IBL文件,进一步导入Pro/E实现非圆齿轮的三维参数化建模。设计结果表明,利用MATLAB和Pro/E进行的参数化非圆齿轮设计可以达到设计周期更短、尺寸更精确的目标。     

基于UGNX的圆柱直齿轮参数化设计

在归纳了常见圆柱渐开线齿轮的结构基础上,利用UG的强大的参数化设计工具,将齿廓的曲线方程转化UG的表达式,实现了渐开线直齿轮圆柱齿轮的全参数化精确建模。     

The meshing angular velocity and tangential contact force simulation for logarithmic spiral bevel gear based on Hertz elastic contact theory

To obtain the change tendency of output angular velocity and tangential contact force of a gear when the pinion under the step input during meshing of a new type of spiral bevel gear, which is a logarithmic spiral bevel gear, the tooth flank equation of logarithmic spiral bevel gear is deduced based on the formation mechanism of the tooth flank formation. A three-dimensional model of a pair of logarithmic spiral bevel gears whose number of teeth was 37:9, with modules being 4.5 mm, normal pressure angle being 20 degrees and spiral angle being 35 degrees were built and assembled. Based on Hertz elastic contact theory, the calculation formulas and parameters sets of contact force for conventional spiral bevel gear meshing simulation and logarithmic spiral bevel gear meshing simulation were done. Consider the dynamic simulation about meshing angular velocity and tangential contact force for conventional spiral bevel gear meshing and logarithmic spiral bevel gear meshing, respectively. Finally, by analyzing and comparing the simulation data, the results show that under the same input conditions, the fluctuation of the gear angular velocity and tangential contact force of logarithmic spiral bevel gear meshing are smaller than the conventional spiral bevel gear. That is, the transmission stationary of logarithmic spiral bevel gear meshing is superior to conventional spiral bevel gear.     

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.     

基于螺旋非圆齿轮变速装置设计研究

为增加变速器带载换挡能力,解决摩擦片发热烧毁等问题,提出利用非圆齿轮传动替代摩擦传动换挡结构;研究渐开线变厚齿面形成原理,通过增加共轭齿条周向纯滚动和轴向运动约束条件,建立螺旋非圆齿面包络加工数学模型,描述共轭齿条各段齿面失径,推导螺旋非圆齿面方程;利用数值计算实例验证了数学模型的正确性,分析非圆齿的几何特征与轴向移动速度之间的关系,说明共轭齿面仍为线接触;通过对锥齿轮组进行详细设计与动力学仿真,结果显示角速度输出曲线较为平稳,仍存在一定轻微冲击;搭建基于机电检测方案的锥齿轮组自动变速装置试验平台,实现了档位自动变换功能,进一步验证了螺旋非圆齿轮基本啮合原理且锥齿轮组改造设计方案具备一定的可行性。     

对数螺旋锥齿轮啮合模型的建立及有限元分析的基本思想

对于一种新型锥齿轮—对数螺旋锥齿轮,研究其啮合模型在Pro/E中的建立方法。由于其齿向线是圆锥对数螺旋线,提出了一种新的建模方法,包括三个创新点:利用夹角为的两条圆锥对数螺旋线来确定齿廓曲线的空间位置,使渐开线得以精确定位;将盘绕在节锥曲面上的圆锥对数螺旋线作为扫引轨迹线,保证齿形的准确性;扫描混合截面建立在扫引线的法面内,使轮齿各点法面内的齿形均是标准齿形。在此基础上应用有限元理论的基本思想对啮合模型作了一些运算研究,进一步分析对数螺旋锥齿轮啮合传动过程中的相关特性,进而为该种新型锥齿轮的设计和应用提供理论依据。     

弧齿锥齿轮成形法数控加工仿真建模与实现技术

针对半滚切法加工的弧齿锥齿轮,根据机床、刀具和被加工工件之间的位置关系和切齿过程,由齿轮啮合原理和弧齿锥齿轮切齿原理推导出弧齿锥齿轮齿廓曲面方程。根据实际的弧齿锥齿轮参数,基于CAT IA曲面建模方法,运用上述数学方程,建立了锥齿轮三维实体模型,验证了该方法的有效性。     

基于SolidWorks与ANSYS的螺旋伞齿轮虚拟设计

阐述了机械产品的虚拟设计,介绍了一种齿形复杂的螺旋伞齿轮建模方法,结合Mi-crosoft Excel绘制渐开线曲线,选用SolidWorks作为虚拟设计平台,同时完成了螺旋伞齿轮的其他特征的生成,并通过接口导入ANSYS中,进行应力分析,使得虚拟设计的螺旋伞齿轮在成品前就能得知其外观和力学性能。     

巴斯噶蜗线型齿轮的啮合特性及数字制造技术研究

根据非圆齿轮啮合原理,对巴斯噶蜗线型齿轮进行啮合特性分析及数字制造技术研究。通过对巴斯噶蜗线型齿轮进行节曲线参数化建模、传动特性及凸凹性分析,验证了这类齿轮传动的可行性;通过对其进行齿形设计、CAM实例计算分析及加工仿真,验证了理论设计方法的正确性和可加工性,为这类齿轮的设计、制造、测量及应用提供较为系统的理论基础。     

高重合度摆线内齿轮副时变啮合刚度计算与齿间载荷分配研究

高重合度摆线内齿轮副时变啮合刚度计算和齿间载荷分配是其动力学分析和强度设计的基础,由于是多齿啮合,齿间载荷分配非常复杂,属于静不定问题。结合现有文献,考虑了真实的过渡曲线和精确的轮齿建模,采用更为准确的齿面赫兹接触刚度计算方法,基于势能法建立了与摆线齿形相适应的单轮齿对啮合综合刚度模型,针对该齿轮副的传动特点,构建了其变形协调方程,提出了多齿啮合齿间载荷分配模型。为验证所建模型的正确性并提高仿真分析效率,在ABAQUS中利用Python脚本编程进行二次开发,实现了精确化建模、参数化分析和自动化操作,根据齿轮加载接触分析结果和基于有限元法的轮齿对受载啮合刚度计算方法,得到了不同负载转矩作用下单轮齿对、多轮齿对的啮合综合刚度和轮齿啮合力。对比表明,计算结果趋势吻合、数值接近,验证了建模分析的正确性,可为动力学分析和强度计算提供基础。     

基于Pro/E的弧齿锥齿轮参数化建模和仿真

根据弧齿锥齿轮加工原理,计算推导出弧齿锥齿轮节线方程,以节线方程曲线为齿向轨迹,从而保证齿宽方向齿形的准确性;在Pro/E环境下,介绍弧齿锥齿轮的参数化建模方法、装配、运动分析以及全局干涉检测等步骤,提高不同参数弧齿锥齿轮的三维建模效率,为数控加工中心加工弧齿锥齿轮提供准确的三维模型。     

机床调整参数误差对螺旋锥齿轮齿面形状误差影响的研究

通过齿面点离散的方法,评判机床调整参数误差对螺旋锥齿轮齿面误差的影响程度,进一步分析齿面形状变化趋势,指出了由于齿面误差引起啮合区位置偏移,从而导致的不良啮合状态,为机床误差补偿及提高螺旋锥齿轮的制造精度提供了依据.