正交变传动比面齿轮三轴数控加工方法

为了验证正交变传动比面齿轮副设计的正确性,用三轴数控机床加工正交变传动比面齿轮。运用空间齿轮传动啮合理论及三轴数控机床的基本原理,建立了刀具与非圆齿轮的空间坐标系、正交变传动比面齿轮加工坐标系、齿顶圆角模型以及数控加工模型。得到了刀具到非圆齿轮的坐标变换矩阵、非圆齿轮齿面到正交变传动比面齿轮齿面的坐标变换矩阵、过渡曲面方程以及加工过程中刀具运动矩阵。用三轴数控机床加工正交变传动比面齿轮,并对该齿轮副进行对滚实验以及齿面测量实验。实验结果表明:三轴数控机床加工的正交变传动比面齿轮齿面精度较高。证明了正交变传动比面齿轮副设计以及三轴数控机床加工正交变传动比面齿轮方法的正确性。     

螺旋非圆齿轮齿廓研究

非圆齿轮，特别是螺旋线形非圆齿轮的切齿加工，在没有专用机床的条件下是非常困难的。本文作者利用计算机设计螺旋非圆齿轮．为了在线切割机床上进行齿形加工，必须计算出非圆齿轮每个齿的渐开线齿廓坐标。本文根据齿轮的啮合原理，找出齿面法线与节圆交点与齿面之间的几何关系，利用这些关系计算出每个点的齿廓坐标，为线切割加工成非圆齿轮创造了加工依据。     

螺旋非圆齿轮齿廓研究

非圆齿轮，特别是螺旋线形非圆齿轮的切齿加工，在没有专用机床的条件下是非常困难的，本文作者利用计算机设计螺旋非圆齿轮。为了在线切割机床上进行齿形加工，必须计算出非圆齿轮每个齿的渐开线齿廓轮坐标，本文根据齿轮的啮合原理，找出齿面法线与节圆交点与齿面之间的几何关系，利用这些关系计算每个点的齿廓坐标，为线切割加工成非圆齿轮创造了加工依据。     

非圆齿轮渐开线齿廓数学模型的建立

针对目前非圆齿轮渐开线齿廓数学方程比较繁琐的问题,提出以插齿刀加工非圆齿轮理论为基础,获得非圆齿轮渐开线齿廓曲线数学模型的方法。首先建立插齿刀的渐开线圆柱齿轮齿廓的数学模型,再建立插齿刀与非圆齿轮毛坯即节曲线在相互啮合时的几何位置关系,使其作纯滚动,最后用啮合方程将这两个模型结合起来。此数学模型简单统一,适用范围广泛。     

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。     

交错轴变传动比齿轮副变传动比齿轮数字设计方法研究

汽车转向器的传动比是影响车辆转向轻便性和灵敏性的重要因素之一,车辆在转向时为了获得轻便性和灵敏性的统一需要采用变传动比转向器。通过综合分析机械式变传动比转向器的重要部件交错轴变传动比齿轮副的啮合特点,基于包络原理提出了一种全新的变传动比齿轮数字设计方法,此方法将交错轴变传动比齿轮副中斜齿轮看作由垂直于其轴线的无限接近的平面集合与其截交后截平面的集合,每个截平面称为"齿轮元",交错轴变传动比齿轮副的啮合传动可看作齿轮元的集合与变传动比齿轮的啮合,变传动比齿轮齿廓上每个齿廓点的高度值,是过此点且垂直于齿条运动方向及斜齿轮轴线的直线随此点一起啮合传动时,与此点啮合过程中遍历齿轮元集交点高度值中的最小值。基于上述方法,建立了交错轴变传动比齿轮副变传动比齿轮齿廓点高度值计算的数学模型,开发了求解算法,得到了变传动比齿轮的齿廓点云,并将此方法成功应用到了某型变传动比转向器的研制中,通过样件试制及测试验证了该方法的正确性。     

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.     

基于节点切线平行线的非圆齿轮齿廓特征点求法

根据范成法加工非圆齿轮的原理,提出基于节点切线平行线的非圆齿轮齿廓特征点求法,以提高齿廓计算的精度;讨论利用齿廓节点处的切线平行线与齿廓包络线求取齿廓曲线的特征点,进而获得非圆齿轮的齿廓数据;通过傅里叶节曲线非圆齿轮的齿廓数据计算,验证了该算法的正确性。     

点接触正交变传动比面齿轮副重合度分析

为了改善正交变传动比面齿轮的传动质量与承载能力,研究了该齿轮副的基本几何参数对其重合度的影响。应用齿轮啮合原理,建立了正交变传动比面齿轮副的传动坐标系,推导出正交变传动比面齿轮副的节曲线及齿顶曲线方程。将正交变传动比面齿轮副传动展开成非圆齿轮齿条的传动形式,提出了点接触正交变传动比面齿轮副重合度的计算方法,分析了刀具齿轮及齿轮副的基本几何参数对其重合度的影响。通过测量试验得到的重合度与理论重合度的对比分析验证了该齿轮副重合度计算方法的正确性。     

正交变传动比面齿轮副的强度计算与分析

为了提高正交变传动比面齿轮副的承载能力,探索该面齿轮副的基本参数对其强度特性的影响.应用空间齿轮啮合传动原理、微分几何学和机械设计基础,建立点接触正交变传动比面齿轮副的坐标系,推导出正交变传动比面齿轮的齿面方程,得到正交变传动比面齿轮的主曲率和压力角计算方法.对该面齿轮进行了受力分析,建立了正交变传动比面齿轮副的强度校核方法,并探讨了该面齿轮副的基本参数对接触应力和弯曲应力的影响.通过传动实验与理论结果的对比分析,验证了该面齿轮副强度计算方法的正确性.