螺旋渐开线齿轮的齿面生成研究

针对圆柱型螺旋渐开线齿轮不易滚削加工的问题,构造出一种碟形螺旋渐开线齿轮,使其滚削加工成为可能。根据齿轮啮合原理及特殊的加工方法,由产形齿条的齿面方程,推导了碟形螺旋渐开线齿轮的渐开螺旋面、过渡曲面及齿根面的方程。采用MATLAB编程得到碟形螺旋渐开线齿轮齿面的点三维坐标值。由生成的齿面上点的三维坐标值,在Pro/E中构建了碟形螺旋渐开线齿轮精确实体模型,为该齿轮的接触分析与有限元分析奠定了基础。     

渐开线螺旋齿轮的成形磨削研究

结合渐开线螺旋面的形成原理,推导了渐开线处于某一位置时的渐开线螺旋面方程;依据盘状刀具加工螺旋齿面的基本原理,详细推导了盘状刀具加工螺旋齿面时的接触条件;在已知渐开线螺旋面方程的情况下,利用坐标变换得到了盘状刀具和渐开线螺旋齿轮所在坐标系之间的关系;通过求解接触条件式得到了接触线上的离散点,从而得到了接触线上的点在砂轮齿廓上所对应的离散点,通过点拟合得到了砂轮的成形齿廓,为渐开线螺旋齿轮的成形磨削提供了一种新方法。     

螺旋齿面齿轮两自由度车齿原理研究

针对现有齿轮加工方法不能加工较大螺旋角的螺旋齿面齿轮问题,提出了一种螺旋齿面齿轮的车齿加工方法。根据空间交错轴啮合原理,建立螺旋齿面齿轮两自由度车齿的理论加工模型,研究车齿刀、假想螺旋产形齿轮和螺旋齿面齿轮的安装布置关系,分析面齿轮车齿中的自由度,建立车齿中刀具和面齿轮的展成运动模型。以直齿渐开线作为刀具的切削刃形,运用微分几何与啮合原理,推导车齿加工的啮合方程、螺旋齿面齿轮的工作齿面方程以及过渡齿面方程,并建立了螺旋齿面齿轮的车齿齿面与理论齿面的误差分析模型。仿真表明：凸齿面离散点误差为-0.01～-0.02mm,凹齿面离散点误差接近0,从而验证螺旋齿面齿轮两自由度车齿加工原理的可行性。     

变齿厚斜齿轮的齿面生成研究

根据齿轮啮合原理及变齿厚斜齿轮的加工原理,由产形齿条的齿面方程,推导了变齿厚斜齿轮渐开螺旋面、过渡曲面及齿根面的齿面方程;用Matlab编程生成了变齿厚斜齿轮完整、精确的齿面;由生成齿面上点的三维坐标值,建立了变齿厚斜齿轮的精确实体模型。这一齿面生成的方法具有一定的通用性,可以方便地生成圆柱直齿轮、斜齿轮以及变齿厚直齿轮的精确齿面。     

新型环面渐开线齿轮齿面生成和几何特性研究

环面渐开线齿轮是一种对安装误差不敏感,无须修形就具有良好啮合性能,并且加工便捷的新型齿轮。根据环面渐开线齿轮的加工原理,从产形齿条的齿面方程出发,推导了凸环面渐开线齿轮和凹环面渐开线齿轮的完整齿面方程;利用MATLAB编程计算出环面渐开线齿轮齿面上点的三维坐标值,生成了精确齿面,并在Pro/E中建立了齿轮的实体模型;基于齿面数学模型,通过计算仿真对环面渐开线齿轮的根切与尖化现象进行了分析,获得了环面渐开线齿轮的根切界限曲线、尖化初始点以及不发生根切与尖化现象的最大齿宽;根据已生成的齿面进行有安装误差条件下的齿轮接触分析,证明了环面渐开线齿轮对安装误差不敏感。       

采用碟形砂轮的斜齿面齿轮磨齿技术研究

为了制造出高精度硬齿面斜齿面齿轮和获得抛物线传动误差并改善啮合性能,对采用碟形砂轮加工双向修形的斜齿面齿轮的磨齿方法进行了研究。设计了渐开线失配的碟形砂轮齿面,分析了碟形砂轮磨削斜齿面齿轮的展成原理,根据展成原理和用渐开线失配的碟形砂轮并改变砂轮的运动,推导出双向修形斜齿面齿轮的齿面方程。给出了双向修形斜齿面齿轮的齿面计算和接触分析实例,结果表明:理论齿面的最大齿面误差为5.98×10-4μm,采用碟形砂轮加工双向修形斜齿面齿轮的磨齿方法是可行的,获得了斜齿面齿轮抛物线传动误差,避免了边缘接触并改善了斜齿面齿轮的啮合性能。     

圆弧齿轮磨损后非稳定传动分析

和相同尺寸的渐开线齿轮相比，圆弧齿轮的当量曲率半径比渐开线齿轮的当量曲率半径大数十倍，因此．圆弧点啮合齿轮副可大幅度提高共轭齿面的接触强度，具有广阔的发展前途。着重对齿轮磨损后的传动性能进行分析．齿面已不能再用原有理想方程表示，只能对磨损后得到的离散点位置坐标值进行双三次样条插值，模拟出磨损后的齿面方程。对变化的瞬时传动比进行分析。     

三维数字化齿面的展成方法研究

利用共轭曲面原理和齿轮啮合原理提出一种对以离散点表达的三维数字化齿面展成加工的方法。应用该方法 ,以三维数字化渐开线齿面的展成加工为实例 ,通过仿真计算 ,获得了实际展成加工中的加工参数 ,以及实际展成加工的齿面。该方法对于完善齿面加工理论 ,并应用于实际的三维齿面的滚齿、插齿、磨齿等加工工艺 ,都具有重要的理论价值和应用价值。     

渐开线斜齿轮整体虚拟滚齿仿真及齿面精度研究

利用专业三维软件CATIA V5的宏程序功能,基于共轭齿面包络加工原理,研究了滚刀加工渐开线斜齿轮的计算机虚拟加工问题,完成了斜齿轮的整体虚拟滚齿切削仿真技术。利用CATIA中的命令提取并结合由虚拟加工得到的众多细小曲面来形成齿轮齿面,实现了精确齿轮整体模型的仿真加工方法,并通过与理论齿面比较,齿面精度误差在1μm以下,验证了该方法的正确性,并对可能影响齿面精度的加工因素进行了探讨。本方法为提供齿轮机床的误差形成原理,以及理论齿面和误差齿面的齿轮有限元分析提供了一个虚拟的三维数据研究平台。     

一种复合型线齿轮泵的齿廓反求及分析

建立了渐开线－点齿摆线复合齿型的数学模型,讨论了该传动的重合度计算,并给出了滚齿加工渐开线齿轮的根切曲线方程,进而开发了该类传动的计算机辅助设计和分析软件。利用该软件可迅速、灵活地完成该传动的参数设计、性能分析和齿廓绘图,生成的齿廓坐标数据和图形文件可直接用于线切割等加工。     

齿轮轮齿齿廓渐开线的实用直角坐标方程研究

在对新开线齿廓进行坐标计算时，按机械学中给定的极坐标方程进行计算十分繁杂，而数学上圆的渐开线直坐标方程在计算机齿轮齿廓坐标时又不适用。本文通过坐标转换及理论推导，建立起齿廓渐开线的实用直角坐标方程。     

格利森制弧齿锥齿轮的齿面曲率特性研究

根据弧齿锥齿轮加工过程,通过计算机仿真方法编程计算得出格利森制弧齿锥齿轮不同加工方法齿面的精确三维坐标点;对不同齿面坐标点进行NURBS参数化曲面拟合,得到了不同齿面的统一数学表达模型;并据此计算格利森制弧齿锥齿轮齿面的曲率,绘制了不同齿面的等平均曲率线图;并研究了加工参数调整与齿面等平均曲率线图变化之间的联系,证明了依据齿面等曲率图的变化实现对弧齿锥齿轮齿面加工误差调整以及对齿面曲率定量修正的可行性.     

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.     

螺旋锥齿轮齿面离散点空间坐标及法矢的计算

根据螺旋锥齿轮的切齿加工方法和齿轮啮合原理,运用矢量运算的方法建立了大轮成形法加工和小轮刀倾法加工的理论齿面方程并规划了齿面计算网格点区域.运用Visual Studi0 2008编程环境,编写了理论齿面各离散点空间坐标及法矢的计算软件,通过该软件可计算得到螺旋锥齿轮理论齿面各离散点在齿轮坐标系中的坐标值和单位法矢.将得到的理论齿面坐标点及法矢导入到三坐标测量机中进行测量获得各离散点的齿形误差,然后将获得该理论齿面坐标点及法矢的参数输入到CNC3906齿轮测量中心进行齿形误差测量,获得齿面上各离散点的齿形误差.将两组齿形误差测量数据进行对比分析,论证了所开发的计算软件的正确性,为螺旋锥齿轮齿面偏差的测量以及螺旋锥齿轮数字化闭环制造提供了正确的理论齿面数据.     

渐开弧面齿轮的形成原理及数学模型

结合传统渐开线齿轮与圆弧齿轮优点,提出一种新型的渐开弧面齿轮传动。定义了渐开弧面齿轮的概念,即分别在主从动齿轮的渐开线齿廓上选取两条相对应啮合的单值曲线,在两条曲线上的任意点分别用凸凹圆弧替代渐开线齿廓形成新的齿廓。根据微分几何基本原理,运用坐标变换法推导渐开弧面齿轮传动的齿面方程。讨论渐开弧面齿轮的中心距可分性,分析表明即使中心距发生改变,只要一对齿轮齿廓能够啮合传动,就仍能保持良好的传动性能。根据实例的具体参数,建立一对渐开弧面齿轮啮合的三维实体模型。研究结果为进一步开展渐开弧面齿轮传动研究提供了理论基础,对后续齿轮的设计、加工等有很大的参考价值。     

基于Excel、Matlab与UG的准双曲面齿轮精确建模研究

本文先应用Excel电子表格对准双曲面齿轮进行准确的几何参数设计,然后通过分析准双曲面齿轮断面齿廓的数学模型,建立齿廓方程,最后应用Matlab的数值计算功能根据齿廓方程得出齿轮齿廓的离散点坐标值,在UG环境下,导入离散点数据文件,利用其强大的曲面与实体造型功能,完成齿面和准双曲面齿轮的三维实体建模。     

渐开线环形齿球齿轮的几何建模及其齿面方程研究

球齿轮的几何模型及其齿廓曲面方程是对其进行实体建模、有限元分析、齿廓曲面特征分析、运动学及其动力学分析等的基础,但目前相关的研究工作没有深入进行。从渐开线环形齿球齿轮的形成原理出发,提出了一种不同于文献[1]的几何模型构建方法;详细研究了各分块齿侧曲面及其母线在统一中心直角坐标系下的参数方程,导出了各分块曲面的参数方程,所得各项研究结果对相关研究的进一步深入展开具有重要参考意义。