硬齿面齿轮加工技术研究及应用

分析了加工大批量低成本硬齿面齿轮的常用加工方法,针对用剃齿工艺加工硬齿面齿轮在热处理后精度降低和在剃齿中有噪声的问题,提出了采用合理的热处理工艺流程和剃齿刀修形的工艺方案.实践证明,硬齿面齿轮加工采用该工艺技术,精度能达7级以上,且节省材料和能耗,大大提高了生产效率,经济效益显著.     

基于ROMAX的斜齿轮齿面修形优化设计

针对建筑用施工升降机减速器输出轴齿轮出现齿面偏载而导致振动噪声过大的现象,以某建筑用施工升降机为研究对象,考虑综合因素对输出轴斜齿轮副偏载现象的影响,通过理论计算确定修形量范围,然后基于ROAMX用全因子法以齿向修形量、螺旋线修形量及齿顶修缘量为设计变量,以齿面接触载荷分布系数和齿根弯曲载荷分布系数为优化目标进行参数优化设计,经计算得到最佳修形量组合结果。对修形后的齿轮进行动力学仿真分析,结果表明：经过修形的齿轮齿面接触载荷和齿根弯曲载荷分布更均匀,齿面最大单位长度载荷降低了58.2%。对修形后的齿轮动力学性能进行评估,结果表明：修形后的齿轮传动误差激励减小了75.5%,箱体表面的加速度响应最大降低了47.8%。     

重载齿轮的电化学齿向修形

对重载齿轮电化学齿向修形中电流密度的分布规律进行了探讨，得出沿齿向各处金属蚀除厚度与电流密度分布的关系，对工程机械齿轮进行了电化学修形加工，加工后的齿轮达到了齿向修形形状和修形量的要求。     

重载齿轮的电化学齿向修形

对重载齿轮电化学齿向修形中电流密度的分布规律进行了探讨，得出沿齿向各处金属蚀除厚度与电流密度分布的关系，对工程机械齿轮进行了电化学修形加工，加工后的齿轮达到了齿向修形形状和修形量的要求。     

剃齿前径向误差对剃齿后切向误差的影响

根据齿轮滚齿时产生的径向误差Fr对剃齿后切向误差Fr影响的分析,指出现场生产中必须加强剃齿前对滚齿径向误差Fr的控制,用以提高齿轮剃齿精度.     

变速箱齿轮齿形齿向误差计算机辅助评定

针对变速箱齿轮齿形齿向公差带的特点,利用计算机绘制齿形齿向公差带样板,并进行公差评定,为修形齿轮的检查提供了一个新的方法。     

重载圆弧齿轮的齿向修形

本文从分析齿轮轮体和齿面变形出发,考虑齿向误差,导出了圆弧齿面载荷所应满足的非齐次线性方程组,并根据均载条件提出修形量的计算方法。     

直齿锥齿轮预锻齿形优化设计

基于典型差速器行星齿轮的热-冷复合成形工艺,分析了预锻齿形设计的重要性。应用Deform-3D软件模拟不同齿形方案的预锻变形过程,通过数值模拟结果对比分析与物理试验验证,总结出标准预锻齿形与非标准预锻齿形设计的优缺点。若预锻齿形采用标准齿形,精整量较大时在齿根处产生金属折叠,精整量较小时齿面精度低;若预锻齿形采用非标准齿形,即增大齿面冷精整量,减少齿根处冷精整量,热锻件经冷精整后可以达到零件要求,由此确定了非标准预锻齿形为较合理方案。     

面齿轮齿面误差评定中差曲面的应用

针对数字化齿面误差分析特点,利用差曲面对面齿轮齿面误差进行分析.首先对齿面法向偏差进行计算,其次根据差曲面的定义和差曲面各阶参数对面齿轮齿面误差重点进行一阶、二阶误差分析,评定面齿轮齿面误差,通过调整机床加工参数提高齿面加工质量和精度;最后介绍了差曲面在面齿轮齿面误差评定中的应用.     

成形磨齿齿向修形扭曲误差分析及补偿

在斜齿圆柱齿轮的齿向修形磨削加工过程中,采用传统的附加径向运动的修形方式存在着修形扭曲误差。为改善齿向修形扭曲误差,根据空间啮合理论,建立成形磨齿齿向修形的数学模型,求解出砂轮与工件之间的瞬时接触线。通过分析砂轮半径与砂轮安装角对齿向修形接触线的影响规律,提出了3种齿面修形扭曲误差的补偿方法。最后,以一种斜齿鼓形修形齿轮为例,分别通过数值模型和磨齿实验验证了文中所提方法的有效性。     

弧齿锥齿轮齿面点坐标求解及模型建立

通过分析弧齿锥齿轮加工方法,根据共轭曲面求解原理和弧齿锥齿轮啮合以及旋转投影原理,建立弧齿锥齿轮齿面模型。采用iSIGHT优化设计软件,利用连续二次规划和混合整数最优算法,计算弧齿锥齿轮齿面点的三维坐标,在MATLAB和Pro/E中建立弧齿锥齿轮齿面三维曲面仿真模型,为弧齿锥齿轮数控加工机床精度设计提供了一定的参考依据。     

基于SINUMERIK ONE的展成磨齿面扭曲修形模块开发

为了实现对齿向修形齿轮磨削时齿面扭曲的补偿,在研究SINUMERIK ONE数字化原生数控系统及其3GL开发软件基础上,以新型蜗杆砂轮磨齿机为研究对象,利用QT设计人机界面UI,用VS C++完成前端与后端设计,开发了蜗杆砂轮磨齿机扭曲修形模块。在人机界面上通过输入齿面修形参数和齿廓倾斜偏差,实现齿轮扭曲齿面补偿的自动化修形加工,极大地提高了磨齿机的开发效率与加工效率。     

面齿轮车齿加工研究与试验验证

为了实现面齿轮的高精度、高效率加工,研究面齿轮的车齿加工技术。分析面齿轮车齿加工原理,建立刀具数学模型,根据车齿展成原理推导面齿轮的齿面及齿根过渡曲面方程。以配对渐开线圆柱齿轮共轭的面齿轮齿面作为基准齿面,构建车齿齿面的偏差齿面,分析不同刀具螺旋角、齿数和前角对车齿齿面的影响规律。使用YK2260MC数控车齿机床进行车齿加工,使用格里森650GMS齿轮检测中心,进行齿面误差检测。结果表明：左侧齿面和右侧齿面的误差最大分别为14.7、14.1 μm,验证了所提车齿加工数学模型的正确性,为提高面齿轮的加工精度和效率,进一步改进面齿轮车齿工艺提供了参考。     

斜齿偏置非正交面齿轮的齿面建模及插齿仿真

为了促进面齿轮适用于多种空间布局的传动场合,扩大面齿轮在传动领域的应用优势,推导了斜齿偏置非正交面齿轮齿面方程,并使用VERICUT软件完成了斜齿偏置非正交面齿轮插齿仿真加工。由齿轮啮合原理,推导斜齿偏置非正交面齿轮方程,计算出面齿轮齿面点坐标;在三维软件中构建机床模型、刀具和加工毛坯,导入VERICUT中,编写相应的数控加工程序,完成插齿加工仿真;在加工模型上提取坐标点,与计算得到相对应的坐标点进行齿面偏差分析。结果显示：插齿仿真加工齿面没有产生过切,插齿仿真加工齿面最大残留为7.4 μm,最小残留为3.3 μm,验证了数控插齿加工斜齿偏置非正交面齿轮的正确性。     

外啮合珩齿珩轮修形新方法

外啮合珩齿是硬齿面齿轮加工的重要方法，本文分析了用齿轮式的金刚石修整滚轮对外珩磨轮进行修形的机理，并用自制的金刚石修形轮在Y4632A外啮合珩齿机上进行了修形及加工试验。     

弧齿锥齿轮精锻成形工艺分析

在弧齿锥齿轮冷精整工艺过程中,热锻模具齿形的优化对于改善冷精整过程中齿面金属流动特性,解决齿顶尖部填充不满,以及啮合传动噪声的现象具有显著效果。选用农机变速箱齿轮,基于该齿轮功率大、强度高、工作环境为低速大负荷等特点,对齿轮模型进行精确建模,并进行TCA分析,通过导入齿面点的方式得到模腔模型。采用控制变量和数值模拟相结合的方法,改变刀盘直径将齿面修鼓。运用有限元软件DEFORM-3D,对成形过程进行模拟,对比观察两种齿面的速度矢量,解释了修形对改善金属流动方向的合理性。通过开模试验,进一步证实了该修形方法对于改善弧齿锥齿轮齿顶尖部填充不满,解决生产中存在的折叠、裂纹等缺陷具有显著优势。     

基于工程应用的直齿圆锥齿轮啮合面的数学建模

推导基于工程应用的直齿圆锥齿轮啮合面的数学模型.以直齿圆锥齿轮的齿形按背锥展开面上的当量圆柱齿轮的齿形加工为依据,首先推导出背锥展开面映射后的空间方程,而后推导出背锥锥面方程,并根据空间方程和锥面方程进一步推导出啮合面的数学方程.该方程的推导为锥齿过渡面、齿根面、切曲线方程和几何约束方程的推导提供了理论依据,它们对形成整体锥齿实体模型是不可缺少的.该模型为锥齿轮的设计、数控加工程序设计以及工程分析（包括接触分析和载荷分配等）提供了理论基础.     

螺旋运动系数对弧齿锥齿轮齿形的影响规律

为探究螺旋运动系数对弧齿锥齿轮齿形的影响规律，充分发挥数控机床的万能运动特性，使齿轮设计人员及机床调整人员更好地运用高阶运动实现齿面的修形以及齿面接触区的调整，基于弧齿锥齿轮加工原理，通过引入一至六阶螺旋运动系数，建立了齿面数学模型。基于齿面数学模型，采用矢量运算与二元迭代的方法，计算了实际齿面相对于理论齿面在其各离散点法线方向上的齿面误差。分析了各阶螺旋运动系数的改变对弧齿锥齿轮齿面形状的影响规律，以图像的方式表示了实际齿面相对于理论齿面的偏离方向以及误差值的大小。采用最小二乘法，计算了弧齿锥齿轮轮齿齿面在各阶螺旋运动系数改变下的敏感系数，分析了各阶螺旋运动系数对齿面形状的影响类型和程度。通过实际的磨齿加工和测量验证，结果表明各阶螺旋运动系数对齿面形状的实际影响与理论分析结果一致。     

球面渐开线弧齿锥齿轮参数化建模

基于球面渐开线形成原理,推导出了球面渐开线的参数化方程。根据纵向齿形是弧齿锥齿轮的齿面与节锥交线的性质,建立了齿向曲线参数化方程。齿根曲线和齿顶曲线分别是齿根圆弧和齿顶圆弧,由此分别建立了齿根参数化曲线和齿顶参数化曲线方程。齿面和齿根的过渡圆角部分,通过倒角圆方法进行优化处理。针对弧齿锥齿轮轮齿端面特征,给出了精确划分轮齿有限元网格的方法。对某弧齿锥齿轮副,在MATLAB环境下获得了含齿根过渡曲面的精确轮齿有限元模型,为齿轮啮合的应力分析和修形提供了精确的数字模型。     

基于齿面拓扑修形的驱动桥主减齿轮啸叫分析与优化

针对某轻型客车在减速滑行阶段出现的驱动桥齿轮啸叫问题,提出一种齿面拓扑修形方法来优化驱动桥齿轮啸叫噪声。利用LMS Test.Lab设备进行路试测试,识别出噪声源来自驱动后桥主减齿轮的啮合振动。对主减齿轮当前齿面接触性能进行分析,在此基础上,提出采用齿面拓扑修形方法对当前齿面接触区和传动误差进行修正。对修形前后的齿面加载啮合性能和NVH仿真曲线进行对比分析,仿真结果表明:修形后齿轮啮合性能和NVH性能都得到了提升。对修形前后的主减齿轮进行了路试测试实验,实验结果表明:齿面修形后齿轮啸叫问题得到了明显改善。