基于多体理论的数控双盘铣刀加工斜齿轮啮合分析

以多体系统理论为基础,根据数控铣齿机运动原理,建立了包含误差因素在内的数控双盘铣刀加工斜齿轮啮合模型,推导出被加工齿轮的螺旋面方程.分析结果表明,采用双盘铣刀加工的方法,可以减少齿廓余量,改善齿廓余量的不均匀性.     

双盘铣刀切齿加工及其应用

大模数圆柱齿轮的数控铣齿加工具有机床运动简单、加工效率高的优点。为了进一步提高大模数圆柱齿轮的粗铣加工效率,提出了一种基于双刀盘铣刀的高效铣齿粗加工方法。一方面,建立双刀盘铣削的齿槽余量数学模型,得到双、单刀盘铣削方式的齿廓余量与齿轮模数之间变化规律。另一方面,综合考虑双、单刀盘铣削方式的加工时间成本、刀具损耗成本和后续精加工的刀具损耗成本,建立两种铣削方式的铣削成本数学模型,分析铣削成本与齿轮模数之间的关系。最后,通过铣削加工实验、各轴受力和切削转矩实验等,验证了双刀盘铣齿加工方式可以有效地解决铣齿粗加工问题。     

基于CATIA的端铣加工齿轮的建模和仿真

针对传统加工齿轮时存在的切削效率较低的问题提出端铣加工齿轮的方法。应用计算机软件CATIA对渐开线变位直齿轮进行了参数化三维建模,并对其进行了加工仿真。采用通用铣削刀具对该渐开线变位直齿轮进行端铣加工,针对端铣刀粗加工渐开线齿轮齿廓时存在的加工轨迹重复现象提出解决办法,并利用球头铣刀进行了半精加工、精加工渐开线齿轮齿廓的加工仿真。端铣加工齿轮有效提高了加工效率和加工精度。     

大模数齿轮倒角机的研制

I 传动系统原理 新研制的大模数齿轮倒角机与传统倒角机不一样,传统倒角机的指状铣刀的轴线垂直于齿轮轴线,而此倒角机的指状铣刀的轴线与齿轮轴线平行,铣刀沿齿槽的端面轮廓线运动,从而铣出正确的倒角。如图1所示,只要调整铣刀的上下位置和铣刀对齿廓的偏置距离A,就能控制倒角的大小C。因此,使铣刀沿齿廓     

圆弧齿廓谐波齿轮侧隙及干涉检查仿真

为保证齿廓形状数学描述的唯一性、几何不变性和连续性,提出基于弧长坐标的圆弧齿廓表示方法,用分段函数表达公切线型双圆弧齿廓.建立了不同波发生器作用下圆弧齿廓谐波齿轮的装配模型,装配模型中柔轮的轮齿能够反映装配变形后柔轮的真实工作状态.利用坐标变换,通过求解啮合齿对间的相对位置进行啮合仿真,获得装配状态下啮合齿对间的侧隙分布,并依据侧隙进行干涉检查.实例研究表明,公切线型双圆弧齿廓谐波齿轮的啮合区间大,齿间侧隙分布均匀;但柔轮的最大径向变形量的变化对侧隙分布影响很大,甚至会引起齿廓干涉.     

渐开线球齿轮指状铣刀齿廓曲线的设计

根据渐开线球齿轮的仿形加工原理，设计一种具有渐开线齿廓的指状铣刀。通过理论分析，确定齿廓曲线上渐开线的计算公式，重点阐述齿根过渡曲线设计的方法，解决了不同参数的球齿轮指状铣刀齿廓曲线设计问题。     

修形齿轮端面重合度的计算

修形齿轮在工程中应用很广泛,修形可分为齿廓修形和齿向修形。其加工工艺通常为滚齿(滚刀为磨前滚刀)加磨齿。修形齿轮齿廓上通常带有修缘和挖根,渐开线长度与非修形齿轮不同,因此其端面重合度的计算方法也有所不同。通过探讨齿廓修形齿轮,研究了其端面重合度的计算方法。该方法基于Auto CAD二次开发,使用编制的VB程序实现。主要步骤分三步:首先,根据滚刀参数采用范成法原理仿真滚齿加工,得到粗加工齿形;其次,依据留磨余量计算出磨齿后渐开线,利用布尔运算得到磨齿后齿形;最后求出渐开线起始点、终止点及配对齿轮的有效渐开线起始点和终止点,并计算出端面重合度。最后与德国齿轮强度计算软件ST-Plus计算出的结果做对比,证明该方法的正确性。     

加工SG—71型蜗杆减少磨削余量的方法

一、减少磨削余量的方法SG—71型蜗杆又称平面二次包络弧面蜗杆,它是以平面作为刀具齿轮的母面,使刀具与蜗杆组成如滚齿机相似的传动链,即刀具每转过一齿,相应地使蜗杆转过一周,见图1。这种展成运动可加工成弧面蜗杆。如果采用端面砂轮作为刀具齿轮的母面,可以磨削成为合乎理论齿廓的弧面蜗杆.但在磨削蜗杆之前,需先用直线刃的切刀进行粗加工,将切刀安装在滚齿机的工作台上,而将被粗加工的蜗杆安装在装滚刀的刀杆轴上,按上述传动链进行展成运动。由于切刀刃口是一条直线而不是一个平面,因此粗加工后形成的轨迹面与理论要求的包络面之间有较大的差异,造成余量必须留得较多而且也不均匀。如果过切削刃作一直     

双盘式渐开线测试仪齿廓偏差测量的采样分析

在标准齿轮若干精度指标的检测中,渐开线齿廓检验是一个重要且难度较大的检测项目,双盘式渐开线测试仪就是测量标准齿轮渐开线齿廓的高精度仪器之一。本文简要介绍了双盘式渐开线测试仪的测量原理,并利用采样定理着重分析了在测量过程中的数据采样问题,为渐开线齿廓检验中采样间隔的确定提供了依据。     

大型风电传动齿轮成形铣削刀具刃形曲线设计

基于成形原理加工齿轮廓形的盘铣刀是生产大型风电传动齿轮的必备刀具。然而,受加工原理误差影响,传统齿轮盘铣刀只能针对特定模数和齿数齿轮进行加工,刀具通用性差。传统刀具廓形不能够保证被加工齿轮的加工精度与使用寿命,无法最大程度发挥成形铣削的原理优势。基于此建立了齿轮渐开线实际廓形曲线数学模型,分析了共轭齿条顶角相对运动轨迹,建立了齿根过渡曲线方程,依据齿根过渡圆弧空间相对位置,重构了不同形式齿廓曲线的设计方式;基于逆向投影法,以被加工齿轮的各项参数为变量,建立了刀片刃形曲线数学模型,根据刀片空间包络原理,重构了可转位齿轮盘铣刀廓形曲线设计方式;进行了齿轮齿廓及刀片刃形曲线数值分析,研究了大型风电传动齿轮齿廓曲线以及可转位齿轮盘铣刀刀片刃形曲线的主要形式,研究结果为大型齿轮廓形成型加工提供技术支持。     

Face-milling spiral bevel gear tooth surfaces by application of 5-axis CNC machine tool

In order to solve some common problems of CNC-machined spiral bevel gears such as small cutting strip width and poor surface quality, while milled by the ball-end, a machining method of face milling using a disk cutter with a concave end is presented. The research theories are based on the foundation of spiral bevel gears’ geometry structure. Firstly, a bigger diameter disk cutter with a concave end is selected. Then, change the setting order of cutter orientation angles. The functions of cutter tilt and yaw angle are separated, and tooth surfaces machined with big cutting strip width and no bottom land gouge can be expected. Since the cutter yaw angle, determined firstly by cutting contact point, positions in the tooth surface machine, the bottom land gouge interference can be avoided effectively. Then, the tilt angles of the gear pair, both side tooth surfaces, are determined by the theory of sculptured surfaces machined by the flat-end cutter, respectively. As a result, the improved cutting strip width and machining efficiency can be realized. Finally, feasibility of this method is verified through machining experiment and measurement of a spiral bevel gear pair.     

螺旋锥齿轮数控加工中刀盘误差的补偿

在进行螺旋锥齿轮数控加工过程中,用直廓截形代替盘状铣刀刀刃理论截形所产生的偏差会影响螺旋锥齿轮齿面加工精度。针对该问题,分析了螺旋锥齿轮数控加工原理,并在此基础上建立了从刀刃到形成齿面的数学模型;依据空间啮合理论计算盘状铣刀刀刃实际截形,分析并建立了盘状铣刀刀盘半径偏差与齿面误差的关系;进一步推导出刀具实际截形误差的计算过程;最后根据螺旋锥齿轮的加工原理对刀具的误差进行了补偿计算,并对补偿结果进行了仿真实验验证,证明了该算法的可靠性。     

基于包络特征的非圆齿轮齿廓计算方法研究

依据齿条刀具范成法加工非圆齿轮的原理,建立了计算机仿真加工中的刀具与齿坯间运动学模型;通过对仿真齿条刀具加工中齿廓形成过程的分析,提出了一种基于齿廓特征点的齿廓描述方法;根据齿廓的形成规律,提出了齿廓特征点、齿根圆、齿根过渡曲线和齿顶圆等全部齿廓数据的计算算法,并利用该算法编写了椭圆齿轮齿廓计算程序,该程序可直接用于线切割等数控加工设备加工。采用该方法设计加工出的椭圆齿轮已成功应用于所研制的插秧机分插机构样机及其试验台中,从而验证了该方法的可行性。     

加工齿轮滚刀齿形过程中如何提高齿形精度

针对阿基米德滚刀加工渐开线圆柱齿轮,用阿基米德造型的滚刀在刃磨滚刀齿形时,为了提高齿形精度,改变加工工艺和检测工艺,使用先进的"砂轮修正器"和"齿轮测量中心",缩短了设计和加工时间,提高了齿轮滚刀齿形磨制的效率,保证了滚刀加工渐开线圆柱齿轮齿形精度,使大于4模数的阿基米德滚刀齿形(A级﹑AA级)易于保证被加工渐开线圆柱齿轮的齿形精度。     

高阶椭圆锥齿轮齿形设计与加工

根据齿轮空间啮合原理,分析了范成法生成高阶椭圆锥齿轮齿廓过程中,范成刀具的空间走刀位置;建立了高阶椭圆锥齿轮齿廓的数学模型,推导出了高阶椭圆锥齿轮的齿面方程,得到了高阶椭圆锥齿轮副的虚拟实体及装配模型;探讨了采用五轴联动数控机床加工高阶椭圆锥齿轮的方法,通过高阶椭圆锥齿轮的加工与啮合试验,对高阶椭圆锥齿轮理论传动比与实际传动比进行了对比分析,验证了范成法生成高阶椭圆锥齿轮齿廓模型的正确性,以及采用五轴数控机床加工高阶椭圆锥齿轮的可行性。     

微线段齿轮的创成方法探讨及其计算机仿真

研究了微线段齿轮的创成方法,确定了“包络-旋切”两步加工法和加工刀具的选取方法,建立了旋切法数控加工微线段齿轮的运动控制模型,并通过计算机仿真进行了验证。     

利用代用滚刀加工插齿刀齿形的方法

根据被铣插齿刀的模数和压力角选择代用滚刀齿形,由齿厚变化量(歪变量)的大小来决定加工余量,解决了插齿刀加工费用高、周期长的问题。     

Numerical computing method of noncircular gear tooth profiles generated by shaper cutters

A simple and accurate numerical method was proposed for calculating the tooth profile of a noncircular gear. This method is directly based on the real gear shaping process, rather than deducing and solving complicated meshing equations used in the traditional method. The tooth profile is gradually obtained from the boundary produced by continuously plotting the cutter profile on the gear transverse plane. The key point of the method is picking up the graph boundaries. The relative position of the cutter profile on the gear transverse plane is determined by the given pitch line of the noncircular gear, parameters of the shaper cutter, and the shaping process data. In comparison with the traditional method, it is universal and is much more efficient and accurate, especially for noncircular gears, which have nontrivial pitch lines. Special problems in gear design and manufacturing, such as tooth pointing, undercut, and fillet interference, are included in the process. As an application example of the numerical method, a square internal gear is chosen from a new type of hydraulic motor with noncircular planetary gears, and the tooth profile of that gear is computed. The gear is successfully machined by electromagnetic discharge (EMD) using the resulting data.