渐开线齿轮齿根过渡曲线计算及在UG中精确建立齿轮三维模型

目前齿轮建模方法在齿廓工作的渐开线部分易于精确建模,但齿根过渡部分曲线通常为近似替代,这对应力分析会产生较大误差。为此采用数学方法建立齿轮齿根过渡曲线函数方程,用UG公式表达式绘制齿根过渡曲线,同时用坐标旋转法使渐开线工作齿廓与齿根过渡曲线对接,精确建立渐开线齿轮的三维模型,由此建立的三维模型更准确实用,实现齿轮的参数化建模,并为后续对齿轮作仿真分析奠定良好的基础。     

渐开线齿轮参数化三维造型研究

根据渐开线齿轮齿廓形成的原理,推导了齿轮渐开线部分和齿根过渡曲线的精确数学模型。利用MATLAB软件对渐开线和过渡曲线方程进行参数化编辑并输出它们的曲线,验证了方程的正确性和参数驱动的可行性。结合实例,给出了UG软件中实现圆柱齿轮三维参数化建模的方法及齿轮参数模型。     

渐开线斜齿圆柱齿轮的三维造型

渐开线斜齿圆柱齿轮的三维造型存在两大难点:端面齿廓的绘制和轮齿的生成。利用渐开线的参数方程式并通过AutoLISP编程绘制出端面齿廓一侧的渐开线;在对轮齿端面齿廓进行几何分析与计算的基础上,确定并绘制出其对称线及齿顶圆弧,并利用该对称线获得轮齿端面齿廓另一侧的渐开线;绘制出齿轮轮齿两端的齿廓曲线及通过齿廓曲线两端点的齿根螺旋线后,用AutoCAD的“边界曲面”命令,构造斜齿圆柱齿轮的轮齿表面模型。     

滚齿加工的齿轮齿根过渡曲线

对滚齿加工出的斜齿轮的端面内齿根过渡曲线的形状和曲线方程进行了研究,指出滚刀齿顶圆弧在齿轮端截面内的廓形已变为椭圆弧,在斜齿轮端截面内刀顶对应部分形成的齿根过渡曲线不能用圆弧代替计算,否则将严重影响齿根过渡曲线描绘的准确度,进而影响到在此基础上的齿根强度、加工干涉性、刀具设计、三维造型等一系列分析、研究工作的结论正确性。重点研究分析了滚刀齿顶端截面椭圆弧方程以及对应形成的齿轮端截面内齿根过渡曲线方程的推导和建立,并将研究成果应用于自编的齿轮加工验算软件予以应用和验证。     

基于摆线的螺旋锥齿轮齿根过渡圆弧研究

在齿轮基本尺寸不变的情况下提高齿轮的强度一直是一个很重要的研究方向。为此,针对螺旋锥齿轮齿根过渡圆弧研究与定义的不明确与复杂性,提出了一种螺旋锥齿轮齿根过渡圆弧的精确画法。此方法通过研究螺旋锥齿轮大端面当量齿轮的齿廓曲线,对齿根过渡圆弧曲线进行改进,提出了基于摆线的齿根过渡圆弧设计方法。     

基于椭圆齿顶刀具的渐开线齿轮齿根过渡曲线的研究

提出了加工齿轮刀具顶部设计成椭圆弧段,生成的曲线作为渐开线齿轮的齿根过渡曲线,对刀具椭圆方程进行求解,并利用齿廓法线法求解了齿根过渡曲线方程。进行齿轮的齿根过渡曲线干涉分析,通过ANSYS软件对齿轮弯曲强度进行有限元分析,并与基于单圆弧齿顶刀具的渐开线齿轮弯曲强度对比。结果表明:该齿轮不会发生齿根过渡曲线干涉,并且能够得到与基于单圆弧齿顶刀具的渐开线齿轮基本相同的弯曲强度。     

基于ANSYS的渐开线斜齿轮副参数化建模

在ANSYS中利用APDL语言,通过求解斜齿轮端面齿廓渐开线和过渡曲线的交点,形成端面齿廓,再沿螺旋线拖拉,直接生成了一对斜齿轮的参数化模型,模型端面上啮合点与节点重合,便于进一步分析齿轮的齿面接触应力和齿根应力以及斜齿轮的啮合过程。     

基于修形蜗杆砂轮的斜齿轮参数化设计

根据蜗杆砂轮磨削加工斜齿轮的实际过程,建立了修形斜齿轮齿面及齿根过渡曲面参数化数学模型。通过对蜗杆砂轮齿廓进行修整,可得到斜齿轮齿廓修形后各截面的齿廓;通过改变蜗杆砂轮运动时径向的进给量,可得到斜齿轮齿向修形后各截面的齿廓;利用VS 2008编程计算斜齿轮齿面及齿根曲面方程以及完成软件界面的设计,并通过一个算例说明该设计方法可以实现斜齿轮的参数化建模。     

刀具齿廓形状的设计对齿根过渡曲线的影响

本文详细介绍了机械加工中常见的几种齿根过渡曲线,为了提高齿根弯曲强度根据建立的各种刀具刀顶圆角半径方程通过实例进行了几种过渡曲线的比较。最后通过齿轮刀具(齿轮型刀具和齿条型刀具)齿廓参数和齿条刀具齿廓参数推导出齿根过渡曲线方程,便于在有限元中建立准确的过渡曲线。     

基于产形齿条端面齿廓的相交轴渐开线变厚斜齿轮建模

根据渐开线齿廓变厚斜齿轮的齿形特征,以斜齿产形齿条为假想加工刀具,建立其端面齿廓参数方程;基于空间啮合原理,推导产形齿条与渐开线齿廓变厚斜齿轮的啮合方程及齿面方程;利用Imageware和UG三维建模软件建立渐开线变厚斜齿轮的实体模型。从产形齿条端面齿廓方程入手推导啮合关系使变厚齿轮的建模思路更为清晰直观,为该类齿形较为特殊的齿轮模型建立提供了新的思路。     

复合式齿轮泵中心齿轮三维精确建模研究

结合计算机辅助设计/制造(CAD/CAM)的需要,提出了一种比较简单、易学的一种精确建模方法.通过研究标准渐开线圆柱齿轮齿廓渐开线和齿根过渡线,并建立参数方程,在SolidWorks环境下结合Excel软件,采用描点法直接产生渐开线和齿根过渡线,再通过坐标变换调整曲线得到满足要求的齿轮齿廓,完成了齿轮泵中心齿轮的三维实...     

基于ANSYS的齿根过渡曲线形状优化研究

齿根过渡曲线形状对齿轮强度的影响很大。利用SolidWorks齿轮参数化建模,其中齿根过渡曲线采用多段圆弧;基于啮合齿轮的接触分析,以齿根最大von-Mises应力的极小值为目标变量,采用ANSYS Workbench对齿根过渡曲线形状进行了优化研究,优化后的过渡曲线可以大幅度改善齿轮齿根受力情况、降低齿轮损坏的机率。通过实验验证了本方法的可行性,同时对获取最佳齿根过渡曲线形状具有理论指导意义。     

渐开线齿轮齿根曲率半径对齿根应力的影响

基于任意转角位置的渐开线齿轮齿廓数学模型,构建了齿根任一点局部应力的折截面法计算数学模型,提出了渐开线齿轮齿根过渡曲线曲率半径的计算公式,并验证了曲率半径计算公式的准确性,应用齿根应力计算数学模型分析讨论了不同参数条件下曲率半径对齿根应力的影响.其分析结果将为渐开线齿轮设计、参数优化选择等提供参考数据,同时为齿根应力数值分析提供了新的数学模型.     

基于实际设计齿廓斜齿轮的三维建模与有限元分析

在斜齿轮有限元分析中,齿根是重要的分析对象.通常是将齿轮的齿根过渡曲线进行简化处理.利用Pro/E参数化建模功能,考虑到实际加工情况,通过创建符合实际设计的齿根过渡曲线,建立了变位斜齿轮三维模型,并利用Marc软件对两种齿轮模型进行了分析比较.     

锥齿轮弯曲强度有限元分析精确模型的研究

研究了实现渐开线直齿锥齿轮的精确建模方法.从原理出发,利用渐开线方程生成了轮齿的精确齿形.在系统探讨了轮缘厚度、有效周向齿数、加载位置、重舍度、接触位置载荷分布、齿根过渡曲线等因素对齿根应力影响的基础上,建立了计算齿根弯曲强度的精确有限元模型;并用柔度矩阵法确定接触线上载荷分布,进行了齿根应力分析.计算结果与根据ISO算法得出的结论相吻合,证明了模型的正确性.     

基于Matlab及UG的偏心共轭非圆齿轮的设计

依据齿条刀具范成法加工非圆齿轮的原理,建立齿条刀具和非圆齿轮节曲线数学模型,模拟齿条刀具加工中齿廓形成过程,在Matlab中计算出包括齿根、齿根过渡曲线、齿顶及渐开线在内的非圆齿轮的全部齿廓点数据.将齿廓数据导入UG,生成齿廓样条曲线,完成非圆齿轮的三维建模.设计结果表明,利用Matlab和UG建立的非圆齿轮的三维模型...     

基于空间坐标系的齿轮建模方法与应用研究

给出利用空间坐标系创建齿轮模型的一种方法,即用坐标系方程计算出齿轮轮廓曲面和齿根过渡曲面的三维坐标值,然后利用Pro/E的曲面命令把这些坐标值上的点啮合成轮廓曲面模型,利用曲面模型对齿坯模型进行实体化操作,即可实现齿轮的快速精确建模。通过实验表明,在Pro/E设计环境下,基于空间坐标系的齿轮三维建模方法,建模精度高,速度快,是一种高效的齿轮建模方法。