基于五轴加工中心的弧齿锥齿轮刀倾法研究

分别建立了刀倾型弧齿锥齿轮铣齿机和双转台五轴加工中心的运动学模型,进行运动转换求解时,选择原点和z轴分别与齿坯设计交叉点和齿坯轴线重合的坐标系作为描述运动的基础坐标系,调整两类机床的基础坐标系使其相对于各自的齿坯和刀盘分别具有相同的位姿,从而建立两类机床运动模型之间的联系.将刀盘相对于基础坐标系的位姿与齿坯相对于基础坐标系的转速分开求解,根据等效转化的原则求解五轴加工中心的各轴运动;根据挂轮滚比计算出产形轮与被切制齿轮的速比.实现了切齿运动由刀倾型弧齿锥齿轮铣齿机向五轴加工中心的实时转换,因而可以用五轴加工中心切制出与刀倾型弧齿锥齿轮铣齿机切制的齿型一致的齿轮,VERICUT切齿仿真得到的齿型证明了这一点.     

非零变位长锥距弧齿锥齿轮的加工方法

长锥距弧齿锥齿轮 ,由于其锥距超出机床加工范围 ,一直是齿轮加工中的一个难题。本文针对长锥距弧齿锥齿轮的加工特点 ,提出了不用变性机构加工长锥距弧齿锥齿轮的思想 ,将非零变位技术应用于长锥距弧齿锥齿轮的加工实践中。采用文中所述方法 ,研制出一对外锥距为 85 2 .6 5 2mm的非零变位长锥距弧齿锥齿轮。结果表明 ,在不改变现有机床的条件下 ,可加工出超出机床加工范围的长锥距弧齿锥齿轮     

双圆弧弧齿锥齿轮啮合分析

本文从弧齿锥齿轮加工原理出发,阐述了分阶式双圆弧等高齿弧齿锥齿轮副共轭齿面的形成原理,推导了该种齿形锥齿轮的啮合方程、接触线方程、啮合面方程以及具有通用形式的齿面方程,并分析了产形轮齿面曲率分布状况。     

弧齿锥齿轮数控展成运动轨迹规划方法

基于弧齿锥齿轮的数控加工原理,根据产形轮和工件齿轮之间的展成运动,建立了可用于确定数控加工相关参数的弧齿锥齿轮齿面的数控展成数学模型,并论述了切齿加工需要满足的接触条件,在此基础上提出弧齿锥齿轮数控加工的轨迹规划方法,进而将该方法应用于自主研制的弧齿锥齿轮数控铣齿机中.对所提出的展成模型和轨迹规划方法的应用实例研究表明,该轨迹规划方法切实可行、有效,可用于弧齿锥齿轮的数控切齿加工控制.     

螺旋锥齿轮机床五轴联动数学模型创成算法

研究螺旋锥齿轮机床五轴联动数学模型创成新算法;通过空间运动等效转换,得到准双曲面齿轮加工由机械型机床向五轴联动机床转换的解析解公式;用麦克劳林级数拟合机床各轴的非线性运动方程,推导出螺旋锥齿轮制造最复杂的工艺方法即HFT(Hypoid format tilt)加工方法下螺旋锥齿轮机床五轴联动数学模型。由五轴联动运动方程在机床坐标系下虚拟制造准双曲面齿轮齿面与GLEASON公司的理论齿面进行比较,通过对比验证五轴联动数学模型的准确性与精度。研究结果表明:本文提出的螺旋锥齿轮机床五轴联动数学模型创成新算法原理正确,转换精度高。     

新型齿线曲齿锥齿轮的设计研究

对于大型球面渐开线锥齿轮,通常采用仿形法进行切削加工,但存在齿形误差大、工作寿命低等缺点.本文根据圆锥齿轮的简化分析方法,推出一种新型齿线的球面渐开线锥齿轮,并分析了它的加工方法与齿形误差.工业实践证明,这种齿轮的齿形误差小、工作寿命长.     

基于UG弧齿锥齿轮参数化建模及动力学仿真

根据弧齿锥齿轮的形成原理和加工方法,推导弧齿锥齿轮的齿廓方程和齿面节线方程。在UG三维建模环境下,通过对弧齿锥齿轮基本参数的输入,实现对弧齿锥齿轮的参数化建模,并对建好的模型进行虚拟装配和动力学仿真分析。检验模型是否存在干涉以及齿轮的啮合特性质量,以此来提高机械设计人员在虚拟环境下对弧齿锥齿轮的设计和使用效率。     

等高齿弧齿锥齿轮的三维精确建模与加工试验

基于格里森制弧齿锥齿轮,运用局部综合法与轮齿接触分析(TCA)技术,研究等高齿弧齿锥齿轮的几何设计、加工参数设计和刀盘参数。通过UG软件,建立该齿轮的三维精确模型,对大、小轮模型进行运动仿真,模拟齿面的接触区情况。该等高齿设计的弧齿锥齿轮,在加工时只需采用0号刀盘,简化了选刀过程,避免了对角接触。此外,该等高齿设计的弧齿锥齿轮能够进行磨齿加工。在GH35铣齿机上进行铣齿试验,试验结果表明:该等高齿接触区规范,易于调整,提高了加工效率。     

基于刀具齿廓修形的弧齿锥齿轮齿面设计

为避免表面研磨弧齿锥齿轮在重载情况下发生边缘接触,改善齿面应力分布,用弧线刃刀具替换展成齿轮齿面的直线刃刀具.首先,基于刀具的几何结构建立新型刀具的数学模型,并建立了切削刃锥面;然后,基于非齐次坐标变换建立弧齿锥齿轮在数控机床上的加工方法并获得理想齿面;最后,以face-milled弧齿锥齿轮工作面为例,对基于直线刃刀具和新型弧线刃刀具加工所得的齿轮副进行几何齿接触分析(TCA)和有限元分析(FEA).研究结果表明,提出的刀具齿廓修形方法能够明显改善face-milled弧齿锥齿轮的啮合性能.     

螺旋锥齿轮切齿调整参数的精确反调

针对螺旋锥齿轮齿形误差难以精确修正的问题,在国产3906型齿轮测量中心上,采用坐标测量法获得了螺旋锥齿轮的齿面形状;提出进行齿深控制的锥齿轮测量齿面切齿调整参数非线性最小二乘优化反调方法,并建立了反调优化的数学模型;采用该方法对磨齿后的某弧齿锥齿轮小轮进行反调计算,结果表明该方法能较为精确地获取锥齿轮副的切齿调整参数.     

弧齿锥齿轮硬齿面刮削过程的几何仿真

根据斜角直线齿形造形方法设计出的弧齿锥齿轮刮削刀盘产形面已不再是一个圆锥面,而是一个双曲面。这个变化对软齿面加工后的接触区产生影响,为了搞清这个影响,根据齿轮局部共轭原理进行了弧齿锥齿轮刮削和啮合的仿真分析。仿真结果表明,刀盘进行刮削后,接触区的走向稍有变化;不同的机床调整参数对接触区影响程度不同;刮削带来的接触区的变化是可以修正的。对刮削时机床调整参数的几何仿真与修正可以达到减少实际加工时的试切次数,提高刮削质量的目的。     

内啮合双圆弧摆线锥齿轮齿面建模与啮合特性仿真

针对斜航线式双圆弧内啮合锥齿轮副齿面难以高效加工的问题,提出一种端面滚切加工外锥齿轮,进而基于外锥齿轮的平面产形轮产成内锥齿轮的齿面设计方法.首先,以双圆弧齿形作为切削刀刃的基本齿廓,基于端面滚切方法建立双圆弧锥齿轮的平面产形轮.其次,根据平面产形轮与双圆弧内、外锥齿轮的展成运动关系,建立内、外锥齿轮的齿面方程.再次,通过精确求解齿面数据生成齿面"点云",建立双圆弧锥齿轮副三维实体模型.最后,运用ANSYS仿真内啮合双圆弧锥齿轮副的啮合特性.实验结果表明:基于本方法生成的内啮合双圆弧锥齿轮工作齿面接触良好,可以实现正确啮合传动.当前研究可为内啮合双圆弧锥齿轮的高效加工提供理论依据.     

圆弧等高齿弧齿锥齿轮的设计与性能分析

为了改善齿轮副的对角接触现象,将常规弧齿锥齿轮的渐缩齿改为等高齿齿形,采用0号刀齿铣齿,从理论上避免对角接触。基于齿轮的局部啮合原理、齿面接触分析(TCA)技术和承载齿面接触分析(LTCA)技术,对相同条件下等高齿设计与常规齿轮设计的实际接触区、载荷及应力应变进行了分析。分析与加工试验结果表明:理论与实际接触区位置基本相同,所受力的大小以及应力分布也基本相同。与传统的齿轮设计相比,等高齿弧齿锥齿轮设计保证了齿轮强度、齿轮啮合质量,使其接触区规范且易于调整,有利于提高加工效率。     

双圆弧弧齿锥齿轮齿面方程的推导

双圆弧弧齿锥齿轮是将点啮合制圆弧齿轮传动形式运用到锥齿轮上的成功例子。本文在对双圆弧弧齿锥齿轮进行啮合分析的基础上，首次推导出双圆弧弧齿锥齿轮的齿面方程     

弧齿锥齿轮锥度切削原理与试验

基于微分几何梅尼埃定理,分析了弧齿锥齿轮锥度切削的原理,介绍了锥度切削的加工方法和实现条件。根据局部综合法建立了弧齿锥齿轮锥度切削的数学模型。利用M atlab和三维软件Pro/E,绘制出了小轮锥度切削的齿轮模型。在数控铣齿机上进行了锥度切削试验,并在锥齿轮滚动检查机上进行了接触印痕检查,验证了在数控铣齿机上实现锥度切削的可行性。     

弧齿锥齿轮铣齿机的国产数控系统二轴改造

通过分析弧齿锥齿轮加工原理、机床的结构和运动关系,对普通机械式铣齿机进行了二轴国产数控系统改造。完成了数控系统的可编程控制器PLC的二次开发,通过可编程控制器实现了液压系统手动与自动控制,重新设计了工作台液压进给系统;开发了弧齿锥齿轮数控加工的交互界面,最后进行了切齿试验。     

微机CAD系列支撑支件及丛书(12)——圆软齿轮传动优化设计及CAD

本软件能够对直齿圆锥齿轮、弧齿圆锥齿轮、零度圆锥齿轮和圆弧齿双曲面齿轮进行优化设计及CAD.该软件的功能和特色如下:(1)直齿锥齿轮传动:适用于不同压力角(如α=14.5°,20°,22.5°,25°)在任意轴交角时的几何尺寸计算,接触和弯曲强度设计.(2)弧线齿和零度锥齿轮传动:适用于各种不同压力角(对弧线齿为14.5°,16°,20°,22°,25°;对零度锥齿为20°,22.5°,25°)不同螺旋角,轴交角为90°的格里森制等顶隙收缩齿的几何尺寸计算,确定刀具参数和设计.(3)弧齿双曲面齿轮传动:适用于轴交角为90°的格利森制等弧齿双曲面齿轮,齿数范围为z1=5～20,z2=30～60,平均压力角为19°,21.25°,     

弧齿锥齿轮传动内部动态激励数值仿真

建立了弧齿锥齿轮传动的三维几何模型及有限元静力和动力接触分析模型.采用ANSYS软件对静力分析模型进行接触分析,得出弧齿锥齿轮传动的啮合刚度激励;采用LS-DYNA软件计算轮齿的啮入位置及主、从动轮的相对转速,对其啮入冲击特性进行数值仿真;用半正弦函数模拟误差激励曲线.综合考虑齿轮刚度激励、误差激励及啮入冲击激励得到弧齿锥齿轮传动的内部激励曲线.仿真分析得出负载对冲击有较大影响;冲击时间与冲击速度无关,冲击力与冲击速度成正比;齿轮侧隙及轴交角误差将导致冲击时间滞后,同时引起冲击力增大;侧隙对冲击时间滞后影响较大,轴交角误差对冲击力大小影响较大.     

在TAN—A9机床上加工收缩齿弧齿锥齿轮和准双曲线齿轮

诸如TAN-A9这样的单刀倾切齿机床过去仅用于加工等高齿弧齿锥齿轮和准双曲线齿轮。本文给出这类机床上加工收缩齿的一种新的应用。应用该法能有效地保证二阶齿面接触条件,且可根据要求任意指定接触基准点。从而可加工出优质的齿轮副,进一步开发了这类机床的功能。     

直齿锥齿轮锻件切边模齿廓曲线拟合

根据直齿锥齿轮精锻件切边模刃口理论齿廓曲线的参数方程 ,对切边模齿形曲线进行了圆弧拟合并推导出了拟合误差计算公式 ,并通过对BJ130行星齿轮精锻件切边模齿形的拟合 ,证明了此方法具有极高的拟合精度。本文提出的拟合法可以推广到其它锥齿轮和圆柱齿轮精锻件切边模的设计和制造中 ,结合CAD/CAM技术可以实现切边模的线切割加工