对数螺旋锥齿轮加工中刀盘与工件间位置及运动关系

目的针对提出的一种新型锥齿轮-对数螺旋锥齿轮,研究其加工工艺过程中刀具与加工齿轮间的位置与运动关系,以便最终实现这种新型锥齿轮的加工.方法应用对数螺旋锥齿轮的啮合理论,通过建立多轴数控机床的数学模型的方法进行分析研究.结果建立了在加工对数螺旋锥齿轮大轮时刀盘与工件之间的几何关系与数学关系,在此基础上,通过分析加工时刀盘与工件间运动关系验证了对数螺旋锥齿轮齿面啮合矢量方程的正确性.结论证明了对数螺旋锥齿轮啮合原理的正确性,为进一步研究对数螺旋锥齿轮的加工工艺提供了理论基础,进而可以实现这种新型锥齿轮的方便快捷的加工.     

基于三坐标测量机的螺旋锥齿轮加工参数反调修正

研究了基于三坐标测量机的螺旋锥齿轮加工参数反调修正技术与方法.根据啮合原理建立了螺旋锥齿轮理想齿面方程;进行测量网格划分规划,提出真实齿面在法线方向上的偏差计算方法;采用序列二次规划法求得机床调整参数变化量与齿面法向误差的最优解.在通用型三坐标测量机上进行螺旋锥齿轮实际齿面测量,并计算加工参数反调修正量.结果表明,基于三坐标测量机的螺旋锥齿轮加工参数反调修正技术与方法正确可行.     

特大型直齿锥齿轮直廓变切深加工理论及验证

为了实现特大型直齿锥齿轮的高质量、高效率加工,针对特大型直齿锥齿轮的大轮提出直廓、变切深加工理论,即大轮的齿面以直廓齿面代替传统的渐开线齿面。基于直齿锥齿轮单刀双面法切齿原理,进行直廓指形铣刀的设计,通过切深变化及齿形分析,得到切深沿齿长方向变化的函数关系式,推导直廓变切深加工时大轮的齿面方程。在此基础上,推导与其完全共轭啮合的小轮齿面方程,并对小轮齿面进行齿面拓扑修形。以一对特大型直齿锥齿轮为例,进行加工和修形啮合分析,最后通过加工对滚试验,验证直廓变切深加工理论的正确性及其可行性。     

斜齿锥齿轮的精确建模与加工仿真

为了对斜齿锥齿轮进行精确建模与加工仿真,在对球面渐开线和斜齿锥齿轮齿面生成原理进行研究的基础上,推导了斜齿锥齿轮基圆锥面上的螺旋线方程和球面渐开线对称面的位置,提出了一种基于三维造型软件UG和CATIA的斜齿锥齿轮精确建模方法.利用UG和CATIA的相关功能建立了一个左旋斜齿锥齿轮的三维模型并对其进行了加工仿真.仿真结果表明,设计的建模方法理论正确、简便可行,为斜齿锥齿轮的有限元分析、加工仿真和自动编程等提供了依据.     

弧齿锥齿轮数控展成加工的位置分析与实践

基于弧齿锥齿轮的数控加工原理,根据产形轮和工件锥齿轮之间的展成运动关系,建立了弧齿锥齿轮齿而的数控展成加工数学模型,完成机床参数的调整,并根据啮合方程式求解出展成大小齿轮时刀具的起始位置和终止位置.基于Pro/E用曲面重建的方法得到三维螺旋齿面,建立了试验用的弧齿锥齿轮的三维实体模型.对所提出的方法应用于实例,表明这种方法的有效性.     

基于五轴联动数控铣齿机的螺旋锥齿轮刀倾法制造仿真

为了对螺旋锥齿轮数控铣齿机刀倾法加工进行数字化仿真,验证其五轴联动方程的可靠性,并得到精确的螺旋锥齿轮三维模型,研究了螺旋锥齿轮机械型机床和五轴联动数控机床的运动转换原理,以最复杂的刀倾法加工的螺旋锥齿轮为对象,基于空间的运动学等效转换原理,推导了螺旋锥齿轮数控加工的五轴联动方程;利用AutoCAD内嵌的Visual Basic Application二次开发语言,开发了基于数控机床五轴联动的仿真制造系统.仿真制造系统通过齿坯和刀盘的参数输入对螺旋锥齿轮进行建模.结果表明:仿真加工得到的螺旋锥齿轮模型精度高,计算得到的五轴联动方程正确可靠,为螺旋锥齿轮的后续分析处理提供了高精度的模型;研究工作为五轴联动数控机床下的螺旋锥齿轮实体建模提供了一种简洁有效的方法.     

产形轮纵向齿廓为摆线的圆弧齿锥齿轮啮合原理

本文从曲齿锥齿轮的加工原理出发,阐述了产形轮纵向齿廓为摆线(即在奥利康机床上加工)的圆弧齿锥齿轮付的点啮合共轭齿面形成原理和基本啮合原理、推导了这种圆弧齿锥齿轮齿面方程     

基于Pro/E的弧齿锥齿轮参数化精确建模

以啮合原理为基础,在Pro/E环境下研究了弧齿锥齿轮三维精确设计方法。通过齿轮曲线方程生成齿槽大、小端球面渐开线以及齿根、齿顶处的齿形曲线,并沿齿宽方向插入若干辅助球面渐开线;利用边界混合功能沿各渐开线及齿形曲线扫描建立齿槽齿面片体,由其切割齿形坯得到齿槽实体;将齿槽实体和齿形坯进行布尔减运算并环形阵列,最后添加轮毂实体,从而实现了弧齿锥齿轮的参数化精确建模。经虚拟装配检验,齿轮副啮合过程中无干涉现象发生。文中的参数化精确建模方法为弧齿锥齿轮三维设计与分析提供了有效途径。     

基于UG的摆线齿锥齿轮的加工仿真

分析了摆线齿锥齿轮切齿加工原理,确定了加工过程中齿轮、刀盘与摇台的相对位置和相对运动关系,建立了产形轮的数学模型。基于该原理和模型,在三维造型软件UG中实现了摆线齿锥齿轮切齿的加工仿真。将仿真得到的齿面模型与理论齿面进行比较,验证了加工仿真方法的正确性。     

螺旋锥齿轮数控磨削3D有限元模型的构建

在对螺旋锥齿轮数学啮合方程进行分析的基础上,运用Pro／E软件强大的实体造型功能,采用“自底向上”的建模方法,建立了螺旋锥齿轮的3D实体模型;并将其导入有限元软件Ansys中,采用20节点六面体单元进行自由网格划分,构建了螺旋锥齿轮数控磨削3D单齿有限元模型,为螺旋锥齿轮数控磨削的力热耦合分析奠定了基础。     

螺旋锥齿轮数控磨削3D有限元模型的构建

在对螺旋锥齿轮数学啮合方程进行分析的基础上,运用Pro／E软件强大的实体造型功能,采用“自底向上”的建模方法,建立了螺旋锥齿轮的3D实体模型;并将其导入有限元软件Ansys中,采用20节点六面体单元进行自由网格划分,构建了螺旋锥齿轮数控磨削3D单齿有限元模型,为螺旋锥齿轮数控磨削的力热耦合分析奠定了基础。     

基于齿面发生线的弧齿锥齿轮铣削加工仿真分析

基于球面渐开线弧齿锥齿轮的齿面生成原理,对齿面的发生线形成理论进行了研究,并提出了一种以齿面发生线作为铣削刀刃,通过三轴联动的方式加工出弧齿锥齿轮齿面的加工方法。建立了锥齿轮加工机床的三维模型,进行了锥齿轮的加工仿真,并对仿真生成的锥齿轮进行了齿面接触迹线分析。研究表明,基于该理论进行弧齿锥齿轮的铣削加工,运动和控制简单,且加工出来的锥齿轮能实现大倾角线接触传动。     

弧齿锥齿轮的有摩擦承载接触分析

提出了柔度张量的概念,并推导了弧齿锥齿轮有摩擦承载接触问题的数学规划解法。首先采用有限元方法计算工作齿面网格结点的柔度张量,并通过插值和叠加获得一对啮合齿在各接触位置上接触椭圆长轴散点的综合柔度,然后结合齿面几何因素,建立了弧齿锥齿轮接触问题的线性规划模型,采用载荷增量法求解了有摩擦的接触变形过程。最后以一对弧齿锥齿轮为例,进行了整个啮合过程的承载接触分析。     

Influence of cutter diameter on meshing performance in spiral bevel gears

Playing a critical role in transmitting movement and power, the meshing performance of spiral bevel gears has a significant effect on products' operational performance. To evaluate the meshing performance, the accurate three-dimensional(3D) spiral bevel gear models are established through the Pro/E and MATLAB softwares, and the finite element analysis(FEA) methods are applied to the theoretical investigation of the influence of cutter diameter on meshing performance in spiral bevel gears. The results obtained show that the cutter diameter has a significant influence on spiral bevel gears' meshing performance, such as the contact area, contact pressure, bending stress, torsional stiffness and transmission error.     

非圆齿轮的三维设计与运动分析

以给定非圆齿轮传动比函数和中心距为基础,研究非圆齿轮数学建模的方法,基于Solidworks和Maple提出非圆齿轮三维实体建模的一种新方法。根据建立的数学模型,利用Maple得到非圆齿轮齿廓的数据文件,导入到Solidworks中实现非圆齿轮三维实体建模,并将两个非圆齿轮进行装配。最后,利用Solidworks中的Motion插件进行非圆齿轮运动仿真,生成相应的从动齿轮的角速度、角加速度曲线,进而判断非圆齿轮齿廓啮合性能的优劣以及验证非圆齿轮设计理论的正确性。     

考虑轴变形影响的零度弧齿锥齿轮传动误差计算研究

传动误差是评判弧齿锥齿轮啮合性能的重要指标之一,直接反映弧齿锥齿轮的传动啮合特性,其与轴系结构密切相关.本文主要研究轴系结构与传动误差之间的正向设计计算方法,提出一种基于通用软件工具平台的考虑轴变形影响的弧齿锥齿轮传动误差数值计算方法,并与国际先进弧齿锥齿轮设计软件(KIMoS软件)进行对比,验证本文计算方法.针对两种轴系结构设计方案,应用本文方法分析轴变形对航空发动机弧齿锥齿轮传动误差的影响.分析计算结果表明:支撑形式对齿面接触力的大小影响甚微,但支撑形式与轴的变形对传动误差的影响较大.通过改变轴系的支撑结构可以获得良好的弧齿锥齿轮传动误差曲线.本文工作可为研究轴系结构与零度弧齿锥齿轮传动误差关系提供参考.