空间分度凸轮的数控加工和三维造型

给出了加工各种空间分度凸轮的刀具运动轨迹方程，可以直接应用于生产实际 ，并介绍了在AutoCAD上实现空间凸轮刀具中心轨迹的动态仿真和三维几何造型的方法。     

非圆齿轮的实体建模方法与线切割加工仿真

非圆齿轮因其节曲线为非圆形,设计计算复杂,加工仿真困难.根据非圆齿轮的设计和线切割理论,主要介绍运用Pro/E中的绘图模块创建非圆齿轮实体参数模型的方法,根据制造模块对非圆齿轮进行线切割加工.创建非圆齿轮加工刀具路径,进行刀具及工艺参数设置,模拟刀具加工过程,后置处理过程分析,生成数控加工程序.对加工进行仿真分析验证,...     

非对称齿廓渐开线斜齿圆柱齿轮的齿形设计及啮合分析

为了提高齿轮的传动性能和承载能力,提出一种新型的非对称渐开线斜齿圆柱齿轮.设计了用于加工非对称渐开线斜齿轮的齿条型刀具,分析了齿条型刀具与齿轮之间的参数关系.建立了非对称斜齿轮端面、法面、轴面的齿廓方程以及沿齿轮轴向的螺旋曲面方程,研究了非对称斜齿轮对的啮合关系,并推导了进行内、外啮合非对称渐开线斜齿轮的共轭齿轮的坐标变换矩阵.以文中分析的斜齿轮参数关系为基础,通过三维软件建立了参数化的非对称渐开线斜齿圆柱齿轮三维模型,验证了本文所创建的数学模型和理论分析的正确性.     

基于SolidWorks API的椭圆齿轮参数化设计及加工仿真

研究了用范成法生成椭圆齿轮齿廓的方法.在此基础上实现了基于SolidWorks API的椭圆齿轮的参数化设计、加工仿真和程序自动造型,并为进一步进行有限元分析、计算机模拟刀具轨迹的生成和数控加工奠定了基础.     

斜齿轮插削加工的CNC系统

基于实现斜齿轮插削加工CNC控制的思想,提出了运用同步锁相保证工件主轴与刀具主轴的同步跟踪,用电子差动合成来实现刀具主轴附加转动与圆周进给运动的合成,进而驱动伺服系统实现斜齿轮插削加工的数字化控制.     

基于插齿刀具运动控制的复合摆线齿轮加工方法

为解决新型复合摆线齿轮的加工问题,提出一种基于渐开线插齿刀具运动控制的复合摆线齿轮加工方法.首先,建立复合摆线齿轮有效齿廓及渐开线插齿刀具齿廓的数字化离散模型,分析复合摆线齿轮与渐开线插齿刀具在加工过程中的相对运动关系;基于齿轮啮合原理,推导复合摆线齿轮插削加工的运动控制模型,得到数控机床的运动参数并将其插值形成连续共轭运动,实现复合摆线齿轮有效齿廓的连续插削加工;其次,推导利用球形铣刀铣削加工复合摆线齿轮齿根部位时铣刀的中心轨迹,并给出铣削加工刀具的选择方法.最后,运用Matlab对复合摆线齿轮的加工过程进行仿真分析.结果表明,该加工方法正确可行,且具有较高的加工精度.     

正交变传动比面齿轮的设计及三维造型

<正>交变传动比面齿轮传动是一种新型的齿轮传动形式.根据空间坐标变换关系及齿轮啮合原理,推导正交变传动比面齿轮副的节曲线、齿顶曲线、齿根曲线方程;结合加工刀具齿面方程与齿轮共轭基本原理,得到正交变传动比面齿轮的齿面参数方程;根据根切和变尖的条件,推导齿宽的计算方法;分析加工过程中刀具的空间走刀轨迹,基于VB和Solidworks(API)开发出正交变传动比面齿轮参数化设计和加工仿真系统;对正交变传动比面齿轮副进行实验研究,验证了理论推导过程和参数化设计及仿真加工方法的正确性和可行性.     

剃前滚刀的计算机包络模拟

为了提高齿轮的加工精度,改善剃齿刀具的工作条件,用Visual LISP语言编程进行AutoCAD软件二次开发,对剃前滚刀齿形进行参数化建模,从而实现了齿轮加工过程的计算机包络模拟,最终预见性地验证了剃前齿轮滚刀齿形设计的正确性.     

高齿制准双曲面齿轮的优化设计

提出了一种准双曲面齿轮的优化设计方法。这种准双曲面齿轮采用长齿高制设计,可在现有机床上使用标准系列刀具加工。     

齿轮曲面倒角刀具几何建模与调整仿真

针对齿轮齿端曲面倒角加工面临的两个主要难题——成形刀具设计困难和加工过程中刀具的位姿调整费时费力,分析了成形刀具的几何结构和倒角加工过程的特点,建立了倒角加工的几何模型,推导出刀具刀刃回转面的几何模型和数学表达式,为刀具设计提供了理论基础．同时进一步简化了刀具的几何模型,以便于成形刀具的设计与刀具调整．在Pro／Engineer环境下,应用Pro／TOOLKIT开发工具,开发了刀具参数计算及仿真系统,为刀具的设计及倒角加工刀具位姿的调整提供软件工具支持．     

渐开线锥形非圆齿轮的啮合原理与仿真模型

根据渐开线锥形齿轮传动理论结合非圆齿轮齿廓包络原理,以齿条作为齿廓形成的媒介,提出一种基于齿条加工渐开线锥形非圆齿轮的方法,并建立了相应的加工数学模型. 基于该模型,证明了齿条与非圆齿轮纯滚动的运动关系,推导出啮合方程和瞬时接触线方程,以及经过坐标变换后得到渐开线锥形非圆齿轮的参数方程,对比了各种形式的渐开线齿轮齿廓形成特点. 借助数值计算软件对上述方程进行了验证,通过三维造型工具给出了渐开线锥形非圆齿轮的直观图形,从而验证了该方法的正确性和有效性.      

基于齿面参数化表示的准双曲面齿轮的设计

为了能将拟合齿面模型用于准双曲面齿轮的设计，采用加工仿真方法获得了齿面上离散型值点坐标数据，完成了齿面非均匀有理B样条的曲面拟合．依据准双曲面齿轮的主动设计原理，解决了在已知齿面的NURBS表示、齿面接触迹线和传动比函数的条件下来设计未知齿面的关键技术，给出了基于离散化齿坯模型的加工仿真算法，将齿面的接触分析问题转化成一个优化问题，从而构建了齿面接触分析模型，并在其中采用啮合点法线与啮合点间连线之间的夹角趋于0的条件替代了法线重合条件，研究结果表明，齿面的NURBS表示模型可以作为面向准双曲面齿轮设计与制造过程的统一模型，以该模型为基础，可以完成齿面设计、数控机床刀位数据生成和坐标测量路径规划等一系列重要工作。     

非圆摆线针轮传动的原理与设计

提出一种用于平行轴间变传动比传动的新型齿轮副——非圆摆线针轮传动.建立非圆摆线针轮传动的啮合坐标系,阐述了非圆摆线针轮共轭齿廓的形成原理.建立非圆针轮齿廓方程,利用坐标变换和齿廓共轭原理,根据圆柱针轮刀具的齿廓方程,结合非圆齿轮加工走刀轨迹及啮合方程,推导出非圆摆线轮的齿廓方程.基于上述理论,运用Matlab软件的数值计算实现了非圆摆线针轮副的参数化设计,得到非圆摆线针轮副的设计实例,并实现SolidWorks环境下的实体建模.运用Adams软件分析该齿轮副实例的运动特性,通过仿真实验结果与理论计算结果的对比,验证了该齿轮传动原理与设计的正确性.     

圆柱齿轮加工的计算机仿真方法的改进

提出了一种新的滚刀加工渐开线型圆柱齿轮的计算机仿真方法，首次将加工误差引入仿真方程，并用ＴｕｒｂｏＣ开发了仿真软件，可以逼真、清晰地模拟出齿轮加工的详细过程．该方法能为齿轮的ＴＣＡ、接触应力分析和振动分析等自动生成科学的有限元网格计算模型．     

非圆齿轮无级调速特性分析与设计

针对非圆齿轮的时变速比特性，采用多段函数构造法实现了非圆齿轮副预设速比函数的再现设计；结合工程实际，提出了一种新型的非圆齿轮无级调速机构，推导了非圆齿轮无级调速机构的基本参数与输出速比的影响规律。根据机械原理、齿轮啮合理论与现代设计方法，采用SolidWorks和Adams等软件，建立了非圆齿轮无级调速机构的仿真模型，对非圆齿轮无级调速机构进行仿真，结果表明：改变非圆齿轮副间的相位差，该无级调速机构可以得到变化的输出速比，获得了该无级调速机构的输出速比与相位差的影响规律；搭建了非圆齿轮实验台，得到非圆齿轮副的实验速比与理论速比变化趋势一致，最大实验误差6.8%,验证了无级调速机构和非圆齿轮理论分析的可行性和正确性。     

凸节曲线非圆齿轮蜗杆砂轮磨削加工方法

针对非圆齿轮精加工难题,提出了一种凸节曲线非圆齿轮蜗杆砂轮磨削方法。将蜗杆砂轮简化为齿条刀,建立齿条刀展成加工凸节曲线非圆齿轮的运动数学模型。根据数控蜗杆砂轮磨齿机结构及展成加工原理,进行机床电子齿轮箱规划,确定主动轴与跟随轴,并利用等弧长加工原理推导出机床同步轴间的同步系数,建立磨削加工联动模型。最后,给出了蜗杆砂轮与非圆齿轮的手动对刀方法,并对蜗杆砂轮安装角、轴向位置及沿齿轮轴向位置参数进行调整。     

基于等效静态载荷理论的机床运动部件轻量化设计

为保证机床的加工精度和切削效率,机床的运动部件需要较高的刚度和较轻的质量.以某型号磨床的主轴箱为研究对象,建立包含主轴箱、电主轴磨头和滚珠丝杠等部件的有限元柔性多体动力学模型,运用等效静态载荷理论将柔性多体动力学分析与静态结构优化理论相结合,采用拓扑优化技术对主轴箱进行轻量化设计.与传统静态载荷下的主轴箱结构拓扑优化设计相比,该方法更适用于机床运动部件的结构轻量化设计,优化后的主轴箱结构在保证静动态性能的前提下质量减轻8.5%.     

Design and Experiment of Non-circular Combined Gear Train Beating-up Mechanism

The most important performance of a beating-up mechanism is that the dwelling time of the sley must ensure the completion of the weft insertion. To meet this requirement, a new non-circular combined gear train beating-up mechanism which is composed of two-stage planetary gear trains is proposed. The first-stage is a Fourier planetary gear train and the second-stage is a non-circular planetary gear train. For designing of this new mechanism, the ideal kinematic equations of the sley are constructed first. Then the kinematic model of the first-stage Fourier planetary gear train is established and the reverse solution for the pitch curves of the second-stage non-circular gears is deduced. With a computer-aided design program, the influences of several important parameters on the pitch curves of the second-stage non-circular gears are analyzed, and a set of preferable structural parameters are obtained. Finally, a test bed of this mechanism is developed and the experimental results show that this new beating-up mechanism can achieve the designed dwelling time, namely it can meet the requirements of beating-up process.     

圆柱直齿轮铣削加工无干涉刀具路径规划

针对圆柱直齿轮的多轴铣削精加工, 提出一种无干涉刀具路径规划方法. 首先,建立齿轮包络铣削运动模型,准确描述铣刀和工件之间的运动关系;其次,在齿轮齿廓精确模型描述的基础上,通过残留高度曲线与刀具圆弧的求交,计算出残留高度点;根据残留高度点到刀具圆弧中心之间的距离等于刀具半径,计算出刀具路径曲线上的下一刀位点;依次递推计算出等残留高度进给下的所有刀位点;再次,以等残留高度刀位点计算结果为基础,残留高度约束下,计算出等弧长进给和等径向进给的刀位点;然后,通过距离法判断刀具与工件是否存在全局干涉,给出刀具不同刀位点对应的刀偏角,局部干涉通过调整刀具半径来避免;最后,通过仿真计算实例验证所提出方法的可行性和有效性.