小模数齿轮及其滚刀齿形参数化设计软件研究

小模数仪表圆弧齿轮是仪器仪表等精密机械中最主要的传动部件之一，其齿形参数相对较复杂，因此相应的共轭滚刀齿形计算也较复杂和繁琐，给实际应用带来困难。阐述了以Visual AutoLISP的应用工具为载体，结合DCL语言开发用户界面，以AutoCAD2004为平台，开发小模数仪表圆弧齿轮及其滚刀齿形的参数化设计软件的方法，编制了相应程序，极大地简化了小模数仪表圆弧齿轮及其滚刀的设计计算，有利于提高设计效率及精度。     

齿轮滚刀最佳齿顶圆弧半径的确定

本文建立了确定齿轮滚刀最佳齿顶圆弧半径的数学模型。用被切齿轮副的干涉为条件,结合齿轮滚刀的结构,以常用被切齿轮副的最大传动比为依据,严格地计算出齿轮滚刀最佳齿顶圆弧半径的数值。计算表明,最佳齿顶圆弧半径较现行按经验采用的齿顶圆弧半径有所提高,这将有利于提高刀具耐用度和改善被切齿轮副的强度。     

齿轮滚刀重磨齿形误差的研究

本文采取计算和实测方法分析了齿轮滚刀重磨后齿形的变化．认为齿面畸变是重磨齿形误差的主要原因．在此基础上提出了滚刀重磨齿形误差的实测补偿法．该方法可有效地增加滚刀的齿形合格长度．特别对大模数齿轮滚刀更有应用价值。．     

摆线齿轮滚刀的齿形设计

摆线齿轮齿形是变幅外摆线的等距线，加工摆线齿轮的滚刀齿形更为复杂，提出用齿轮啮合原理的向量矩阵法求加工摆线齿轮的滚刀的齿形，并分析滚刀加工齿轮时的啮合界限点。     

圆弧齿轮制造工艺探讨

圆弧齿轮较渐开线齿轮有较多的优越性,现在已经被很多行业广泛应用,我公司在过去制造“67”型圆弧齿轮过程中,已经形成了自己的工艺方法和特点,不论是凸齿还是凹齿,我们的制造要点是：（1）严格控制齿坯外径尺寸精度和位置精度;（2）模数m≤12的齿轮用同模数圆弧滚刀加工,模数m＞2的齿轮,粗切齿时选择渐开线齿轮滚刀可以提高加工率;（3）控制好粗切深度,要留有充分的精切余量,然后再使用圆弧滚刀精切,可以提高刀具使用寿命,圆弧齿轮技术测量用公法线法比较准确可靠。     

分阶式四点接触齿轮的滚刀齿面设计

为获得具有良好接触特性的啮合齿面,在共轭曲线原理的基础上提出分阶式多点接触齿轮. 以分阶式四点接触齿轮为例,设计齿轮的基本齿形并进行滚刀的齿面设计. 基本齿形分为工作齿廓和非工作齿廓. 工作齿廓分为凸段和凹段,凸段采用圆弧曲线展成上啮合齿面,凹段采用抛物线曲线展成下啮合齿面;非工作齿廓均采用圆弧分别展成过渡齿面和齿根齿面. 建立滚刀的数学模型和精确实体模型,根据齿轮啮合理论推导滚刀的工作齿面、过渡齿面和齿根齿面方程,通过编程求解滚刀齿面方程,并建立滚刀的三维实体模型. 加工获得了滚刀实体,并进行了分阶式四点接触齿轮副滚切试制. 完成齿轮样机的装配,进行了接触印痕检验,结果显示满足设计要求. 研究成果是对共轭曲线原理的扩展,研究方法适用于其他分阶式多点接触齿轮.     

齿轮滚刀齿形合格截面长度的分析研究

本文用空间接触线法模拟滚刀的铲磨过程,建立了控制滚刀齿形合格截面长度的数学模型,为保证不同模数,尤其大模数滚刀重磨后齿形精度,提出了切实可行的加工和计算方法。最后通过对不同模数的齿轮滚刀实例计算和生产实践,验证了这种方法的可靠性,此法计算简便,不需大型计算机,更便于应用实际工程,并为制定大模数齿轮滚刀齿形公差标准提供了依据。     

圆弧齿线圆柱齿轮全齿面数学模型及切齿条件分析

以旋转刀盘法双刃铣削圆弧齿线圆柱齿轮为研究对象,推导了含过渡齿面的圆弧齿线圆柱齿轮全齿面方程。在此基础上,提出了一种全齿面参数范围的计算方法,进行了齿面参数范围计算并仿真得到齿轮模型。以能获得完整齿形的最大齿宽为齿宽条件,研究了刀盘半径、压力角、模数等参数对齿宽条件的影响规律。通过分析轮齿各截面齿廓的根切条件,得到了圆弧齿线圆柱齿轮避免出现根切的最小齿数。进行了该齿轮的加工检测试验,测量结果验证了本文方法的正确性。     

结构参数对凸轮激波滚动活齿传动重合度及齿形特性的影响

推导了凸轮激波滚动活齿传动的重合度公式,分析了结构参数对重合度、中心内齿轮工作齿形及齿顶曲率的影响.分析表明,重合度及齿顶曲率均随传动比的增大而增大;激波凸轮长短半轴相差越大,重合度越大,齿顶曲率越小;长短半轴越接近,中心内齿轮工作齿形越平缓,改变长短半轴之差的大小较改变长短半轴尺寸对中心内齿轮工作齿形及齿顶曲率的影响更为显著.     

提高齿轮强度途径的探讨

针对齿形的结构,在相同模数条件下,提出了应力场偏差的计算公式,并计算出对称齿形齿轮与不对称齿形齿轮模数的变化量,从而得出通过改变非工作齿廓压力角实现减少不对称齿形齿轮的尺寸和质量的结论。     

用滚齿机加工圆锥直齿轮

介绍了1种新型刀具“变模数滚刀”在滚齿机上加工圆锥直齿轮的新方法.通过实例论述了用变模数滚刀加工圆锥直齿轮的原理,变模数滚刀的结构原理及其设计方法,给出了“变模数滚刀”刀齿对应螺距的计算公式.结合Y3150E滚齿机,系统分析了分齿、垂直进给、径向进给和滚刀套筒回转传动链的调整计算过程.使在滚齿机上用展成法加工圆锥直齿轮成为现实.     

链轮新齿形

本文论述了用模数渐开线齿轮滚刀切制出来的链轮新齿形,推证了新齿形的数学方程、任意点上曲率半径数学方程、齿厚方程等,理论计算与制成实物完全一致。还介绍了四种齿形,它们完全适用于双节距链条传动。     

直齿渐开线小模数齿轮（m＜1.0）齿形误差的 三坐标图像测量法

传统的齿轮单啮仪和双啮仪无法对小模数齿轮(m<1.0 mm)进行测量,提出了一种在视觉三坐标测量机上测量小模数齿轮齿形误差的新方法。该方法在视觉三坐标测量机器上测量出小模数齿轮齿廓边缘点的坐标值,然后通过渐开线拟合的方法得到小模数齿轮的齿形误差。该方法符合齿形误差的定义,误差小于3.5 μm,满足大多数小模数齿轮的测量要求。理论和实践证明,该方法具有精度高,使用方便等优点。     

采用单圆弧滚刀切制行星轮齿的分析与研究

文中用空间啮合理论推导了用单圆弧滚刀滚切齿轮的齿形方程,分析计算了用单圆弧滚刀与用单圆弧齿条刀具切制齿形的误差,从而奠定了用简单的平面啮合计算齿形代替复杂冗长的空间啮合计算齿形的基础。并通过实践验证了所提出的结论。     

准摆线内齿轮的插齿刀齿形

本文以短幅外摆线的等距线为原始齿廓（外齿轮），求取了与之共轭的内齿齿形（准摆线齿形）及切削这种内齿轮的插齿刀齿形，并寻求了用三圆弧替代插齿刀齿形的方法。实例证明，该方法能获得足够的齿形精度，而给插齿刀的制造带来了方便。     

大模数内齿轮滚刀的齿形分析

对大模数内齿轮球形滚刀的一种齿形进行啮合理论分析,求了滚刀加工出来内齿轮的齿形,然后与标准内齿轮的齿形比较,结果表明,该齿形的滚刀加工的内齿轮能满足要求。     

用滚齿机加工圆锥直齿轮

介绍了1种新型刀具“变模数滚刀”在滚齿机上加工圆锥直齿轮的新方法．通过实例论述了用变模数滚刀加工圆锥直齿轮的原理，变模数滚刀的结构原理及其设计方法，给出了“变模数滚刀”刀齿对应螺距的计算公式．结合Y3150E滚齿机，系统分析了分齿、垂直进给，径向进给和滚刀套筒回转传动链的调整计算过程．使在滚齿机上用展成法加工圆锥直齿轮成为现实。     

用滚刀和铣刀加工链轮的齿形误差分析

本文按接触法计算用滚刀或铣刀加工链轮的实际齿形和GB1244—76所规定的齿形的法向最大距离。文中分析了用滚刀加工六种不同节距链轮时的三种误差:齿沟圆弧相对t的误差,工作圆弧相对t的误差,齿顶曲线圆弧相对t的误差。还考证了美国、英国、西德标准,加工链轮同一节距不同齿数时,可分别采用2、3、4、5把铣刀。同时对节距三种节距38.1,44.45,50.8三种节距切齿的误差值作了比较。     

展成滚刀刃形及切齿齿形的计算

铲磨滚刀齿背的轴截面截形都不一样,本文提出了对直槽零前角滚刀,原始截面刃形在基本蜗杆齿面上,此滚刀计算截面刃形和它所切得齿轮齿形及误差的计算方法.     

变双曲圆弧齿线圆柱齿轮传动几何特性分析

根据变双曲圆弧齿线圆柱齿轮的加工原理与推导得到的齿面方程,确定方程各相关参数的取值范围。基于得到的齿面方程,依据微分几何,得到变双曲圆弧齿线圆柱齿轮凹、凸面主曲率的计算方法。基于空间啮合原理,计算齿轮副在某一输入角速度下两齿面啮合点处的相对运动速度。根据已得到的齿面曲率、相对运动速度计算方法,推导变双曲圆弧齿线圆柱齿轮副滑动率的计算公式。以某一确定设计参数的变双曲圆弧齿线圆柱齿轮副作为算例,计算其主曲率、诱导法曲率和滑动率,分析其变化趋势;并计算不同设计参数下的滑动率,分析设计参数对其影响,以此作为分析该齿轮副设计及优化的参考。分析结果表明：对变双曲圆弧齿线圆柱齿轮来说,模数越大,齿数比越小,齿线半径越大,则滑动率的变化范围越小,齿轮副在运转过程中的磨损更均匀;就磨损而言,大模数、小齿数比、大齿线半径的齿轮具有更好的性能。建立变双曲圆弧齿线圆柱齿轮副滑动率与磨损之间的量化关系,反映出其正相关关系,为齿轮磨损量的计算提供参考。