渐开线纯滚动测量中展开长度的确定方法

双滚轮-导轨式渐开线测量仪一种无阿贝误差、误差源少、测量精度高的渐开线测量仪器,常用来测量 1 级齿轮渐开线 样板或 1 级标准齿轮,但是双滚轮-导轨式渐开线测量仪不易准确获得渐开线的齿廓偏差与展开长度的对应关系。 而渐开线齿 面的齿根部容易累积较多的加工误差和测量误差,1 级齿轮渐开线样板要求齿廓偏差需要从展开长度 3 或 5 mm 处开始计值, 如果展开长度存在偏差将会影响齿廓偏差的测量结果。 为了获得齿廓偏差与展开长度较为准确的对应关系、实现齿轮渐开线 样板的精确计值,本文研究了双滚轮-导轨式渐开线测量仪测量齿轮渐开线样板时齿轮渐开线样板齿顶圆角、齿顶圆偏差和滚 轮半径偏差对展开长度的影响,提出一种基于机器视觉的双滚轮-导轨式渐开线测量仪测量策略和展开长度修正方法,通过机 器视觉判断渐开线样板理论齿顶点和起始测量位置,并根据滚轮半径对展开长度进行修正。 本文对一件齿轮渐开线样板进行 了测量实验,齿廓形状偏差的测量结果与齿轮测量中心的差异不大于 0. 1 μm,且齿廓偏差曲线具有一致性,说明该测量策略可 以获得齿廓偏差与展开长度的对应关系。     

齿轮法向啮合齿廓及其测量

法向啮合齿廓是齿轮齿面上能反映齿轮的加工与传动质量的一条工程意义独特的曲线,在齿轮滚齿、蜗杆砂轮磨齿等展成法加工中,是齿面加工的形成曲线,在渐开螺旋齿轮传动中,是齿轮传动的工作曲线。然而,现有的齿轮测量仪器并没有法向啮合齿廓的测量功能。结合法向啮合齿廓的形成原理,给出了其理论模型,基于现有齿轮测量中心,提出了法向啮合齿廓偏差测量的四坐标测量法和三坐标测量法。测量实践表明,采用现有的齿轮测量仪器,能方便的实现法向啮合齿廓偏差测量与评定,四坐标法测得的法向啮合齿廓形状偏差、倾斜偏差和总偏差与三坐标法的测量结果相比分别相差0.2、1.3、0.6μm。与渐开线和螺旋线相比较,法向啮合齿廓具有综合性、统一性和唯一性,通过对渐开线偏差和螺旋线偏差的相互补偿,可优化对法向啮合齿廓的控制,有效降低对渐开线和螺旋线的精度要求。     

3903型CNC齿轮测量中心

3903型CNC齿轮测量中心是一种综合性的齿轮测量仪器。该仪器可以测量直齿渐开线圆柱齿轮、斜齿渐开线圆柱齿轮、内齿轮、剃齿刀、插齿刀的齿廓偏差、螺旋线偏差、齿距累积偏差、齿距偏差、径向跳动等以及滚刀的齿形误差(其中包括刃口齿形、齿背齿形)、滚刀三转内(一转内)切削刃的螺旋线     

利用跨棒距测量渐开线齿轮

渐开线齿轮的测量方法有很多种,其中公法线长度大多应用于中小齿轮的测量,弦齿高和弦齿厚主要应用于大型齿轮的测量。对于小模数齿轮和内齿轮,多采用测量跨棒距的方法。     

齿轮特征线统一模型及在齿轮三维误差评定中的应用

表征渐开螺旋齿轮的特征线有多种,广为熟知的是几何意义明确的渐开线和螺旋线。其实齿面上还有法向啮合齿形、接触线等工程价值突出的其他特征线。但特征线增多带来了两个问题,一是复杂的特征线方程彼此不关联,数学上缺乏统一性;二是除了渐开线和螺旋线,其他特征线没有测量手段,缺乏可测性。据渐开线齿轮传动的特点,将齿面特征线映射到啮合平面里,发现齿面上各条特征线在啮合平面里都有各自对应的二维直线,以此建立直线模型统一表达了齿面各种特征线;基于齿轮三维误差测量数据和特征线统一模型,提出了各种特征线偏差的提取方法,应用于测量实践,通过与通用齿轮仪器测量的渐开线偏差和螺旋线偏差作比对,证明了特征线统一模型及特征线偏差提取方法的有效性和实用性,解决了齿面复杂特征线的可测性问题。同时,齿轮特征线统一模型在齿轮工艺误差溯源、传动性能预报等方面也有重要应用价值。     

双渐开线齿轮齿廓参数优化及滚刀设计

双渐开线齿轮是一种新型渐开线齿轮。这些齿轮的齿廓由两组渐开线和连接它们的过渡曲线组成，形成阶梯形。基于等强度原则，利用有限元关于接触强度、弯曲率强度分析计算结果，建立了双渐开线齿轮齿廓参数优化数学模型，并进行优化，给出双渐开线齿轮滚刀前刀面齿廓方程，并利用优化结果，设计、加工出双渐开线齿轮滚刀。     

单点线啮合齿轮齿厚测量尺寸研究

渐开线齿轮的齿厚测量尺寸通过测量公法线长度控制。但单点线啮合齿轮中大齿轮为一个大负变位的齿轮,渐开线部分较短,公法线无法测量。当单点线啮合齿轮中大齿轮模数较大时,测量法线长度有困难。提出了两种大齿轮齿厚测量方法：测量法线长度或测量J点（渐开线齿廓曲线与过渡曲线之间的交点）法向齿厚与齿高,分别用于中小模数和大模数单点线啮合齿轮齿厚的控制。推导了测量尺寸计算公式,并通过实例进行了验证。     

渐开线锥形齿轮齿厚测量的原理

渐开线锥形齿轮的许多精度项目(如端截形齿形精度、周节累积误差、基节偏差、齿向误差等)都可以和圆柱齿轮一样测量。但渐开线锥形齿轮的左、右侧面不对称,基圆半径不同,无法直接测量公法线,只能通过间接的测量来控制渐开线锥形齿轮的齿厚。罗马尼亚的Chioreanu,V.曾提出对这种     

LogiX齿轮的性能研究

LogiX齿轮齿形是由许多微段渐开线组成的一种异型功能齿廓，比常规标准渐开线齿轮具有诸多的优越性。本文通过有限元分析与计算，表明了LogiX齿轮的弯曲强度明显优于常规标准渐开线齿轮。同时，通过实际的啮合传动噪声测试实验，证明了Logix齿轮传动的噪声等啮合性能指标也优于常规渐开线齿轮。丰富新型齿廓理论，对今后推广应用新型LogiX齿轮奠定了理论和实践基础。     

齿轮齿形误差的测量和求解新方法

齿轮齿形误差的测量很重要，坐标法测量渐开线齿廓通常分为直角坐标法和极坐标法2种。这里提出利用三坐标测量机采用直角坐标法测量齿轮齿形误差，精度高，并提出了精确求解齿轮齿形误差的新算法。     

用齿厚卡尺测算渐开线外齿直齿轮基节

本文所介绍的方法适用于直齿圆柱齿轮,直齿渐开线花键以及直齿锥齿轮。 我曾在《上海机械》(《机械制造》原名)1962年第7期上发表过“用标准圆棒测算渐开线圆柱直齿轮基节的方法”一文。其中介绍,使用两种不同直径的圆棒,通过测量圆棒中心至齿轮中心的距离,计算出其基节,从而确定被测齿轮或渐开线花键的模数和压力角。有时,在测算齿全岛较短的渐开线花键的基节时,要选用两种不同直径而又适用的圆棒也会感到很不方便。为此,本文介绍另一种使用万能量具的简易测算方法。即,齿厚卡尺测量出两组弦齿高、弦齿厚的值,另外再测量出其齿顶圆半径,以此可计算出基节。该方法也适用于对直齿锥齿轮的近似测算。     

测头半径对1级渐开线样板齿廓偏差测量的影响

按齿轮渐开线样板国家标准推荐,1级齿轮渐开线样板的齿廓形状偏差需从展开长度3或5 mm开始计值,齿根部非计值区间对应渐开线弧长仅为0.03～0.18 mm,导致1级齿轮渐开线样板齿根部的渐开线齿廓难以精确测量。为了能更好发挥1级齿轮渐开线样板的量值精准传递作用,分析了1级齿轮渐开线样板结构的特殊性以及测头半径对渐开线齿廓偏差测量结果的影响,结果表明,在齿根展开角误差时,测头半径引入的测量误差会随着测头半径的增大而增大,并随着展开长度的减小而增大,在基圆附近的测量误差可以达到齿廓偏差的50%～200%;当仅渐开线齿面存在加工误差时,测头半径引入的测量误差和展开长度受影响的范围会随着测头半径的增大和被测渐开线基圆半径的增大而增大,在齿根部展开长度10%的范围内测量误差约齿廓形状偏差的10%～60%。通过选取测头半径r_p=0.5和2.5 mm的测头对同一齿轮渐开线样板验进行了测量实验验证了上述结论。研究为1级齿轮渐开线样板的精密制造、精密测量及使用展开长度区间选取提供了支持。     

基于NURBS曲面的渐开线齿轮接触斑点解析及仿真

针对渐开线齿轮动态性能预测问题,通过齿面测量,获得齿面数据,利用NURBS曲面构建渐开线齿轮修形后全齿面,并验证其精度。结合渐开线齿轮的啮合原理,实现对渐开线齿轮轻载情况下的接触斑点的求解,建立接触斑点数字化求解模型,利用OpenGL实现了接触斑点的仿真可视化。此方法可代替齿轮传统对滚检测,实现齿轮接触斑点的快速分析。     

基于NURBS曲面的渐开线齿轮接触斑点解析及仿真

针对渐开线齿轮动态性能预测问题,通过齿面测量,获得齿面数据,利用NURBS曲面构建渐开线齿轮修形后全齿面,并验证其精度。结合渐开线齿轮的啮合原理,实现对渐开线齿轮轻载情况下的接触斑点的求解,建立接触斑点数字化求解模型,利用OpenGL实现了接触斑点的仿真可视化。此方法可代替齿轮传统对滚检测,实现齿轮接触斑点的快速分析。     

渐开线圆柱齿轮齿廓偏差的评定方法研究

提出了一种评定渐开线圆柱齿轮齿廓偏差的新方法。在已有研究的基础上,用假象的理论渐开线代替拟合渐开线,建立了渐开线圆柱齿轮齿廓偏差的数学模型。基于该数学模型,推导出了评定齿廓偏差的通用公式。用复合式三坐标测量机中的齿轮测量模块PC-Gear对某齿轮进行测量实验,并输出实验报告和被测齿轮的齿廓数据。结合通用公式和测量数据,利用MATLAB编程计算齿廓偏差,将计算结果与实验结果对比,用该评定方法得到的齿廓偏差值与实际测量值相差不超过0.2。结果表明:该评定方法正确、可行,为渐开线圆柱齿轮齿廓偏差的评定提供了一种参考。     

凹形圆锥渐开线齿轮的滚齿法

凹形圆锥渐开线齿轮 (ConcaveConicalInvoluteGear)是一种新型的圆锥渐开线齿轮 (ConicalInvoluteGear) [1～ 3 ] 。圆锥渐开线齿轮的齿面间呈点接触[4] ,所以齿面强度比低 ,而凹形圆锥渐开线齿轮的齿面呈凹状 ,齿面间呈椭圆状面接触[3 ] ,克服了圆锥渐开线齿轮齿面强度低的弱点 ,同时又具备圆锥渐开线齿轮的全部优点。这种新型齿轮不仅能实现平面齿轮机构的功能[5] ,也能实现空间齿轮机构的功能[6] ,具有替代传统的非渐开线型空间齿轮机构的可能性 ,所以是一种极具发展前景的机械传动零件。目前加工凹形圆锥渐开线齿轮均采用先滚齿成圆锥渐开线齿轮然后再逐一把齿面磨齿成凹形的加工方法[7] ,这种两步加工方法 ,比传统的手工修型加工方法 ,已是极大的进步 ,可是凹形圆锥渐开线齿轮的加工依然存在成本高 ,周期长 ,精度低等问题。为此有必要确立凹形圆锥渐开线齿轮的高精度的一步加工方法。本研究首先从理论上确立了凹形圆锥渐开线齿轮的滚齿加工法 ,然后利用上述理论 ,实际加工了一组凹形圆锥渐开线齿轮 ,以证明了凹形圆锥渐开线齿轮的滚齿加工法的可行性及正确性     

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。     

基于载荷分担理论的双渐开线齿轮混合弹流润滑分析

根据双渐开线齿轮齿廓啮合特点,基于载荷分担、弹流润滑理论,建立双渐开线齿轮混合弹流润滑模型,研究双渐开线齿轮齿廓参数对混合弹流润滑特性的影响。采用对比法分析双渐开线齿轮与同参数普通渐开线齿轮啮合特性及润滑性能差异,并研究双渐开线齿轮齿廓参数对润滑特性的影响。研究表明:双渐开线齿轮由于轮齿分阶的影响,其啮合特性及润滑性能与普通渐开线齿轮相比有较大差异;稳态载荷作用下,双渐开线齿轮在除接触线全部位于齿顶啮合区之外的位置,润滑性能优于普通渐开线齿轮;双渐开线齿轮中心膜厚随齿腰高度系数增大而减小,摩擦因数随齿腰高度系数的增大而增大;中心膜厚在齿顶啮合区随齿腰切向变位系数的增大而减小,在齿根啮合区中心膜厚变化规律与齿顶啮合区相反,摩擦因数随齿腰切向变位系数的增大而减小。     

数控齿轮加工机床的在机测量系统

基于齿轮渐开线轮廓面的构型机理和数控齿轮加工机床的运动功能,提出了一种齿轮在机测量方法,并开发了相应的在机测量系统。该方法在不增加额外的测量系统机械机构的情况下,充分利用数控机床自身的高速、高精密和高可靠性的伺服运动实现渐开线齿轮的齿形、齿向及齿距等误差项目的在机测量。在机测量实验表明了该系统的有效性和可行性,是齿轮在机测量中高效率、高精度、低成本的解决方案,构成了数控机床质量保证系统中的一个重要环节。     

基于正弦齿条的齿轮及其齿廓曲线

提出了一种以正弦曲线为生成齿条的齿廓曲线的新型齿轮。与渐开线的生成齿条不同，正弦齿条的设计齿形角与齿轮高度、齿轮厚度之间具有一定的关系。设计压力角增大，则齿轮高度减小、厚度增大。因此，当压力角大时有利于增强齿轮强度。通过齿廓图形仿真发现，正弦齿条生成的齿轮发生根切的倾向明显小于渐开线齿轮，所生成齿轮的齿廓与双圆弧齿轮相似，因而接触强度和弯曲强度要高于渐开线齿轮。