双圆弧弧齿锥齿轮制造工艺和试验研究

本文阐述了切削刃为分阶式双圆弧齿形的双面精切刀盘设计与制造工艺,重点叙述了打磨砂轮及铲磨刀齿的工艺过程。用同一双面刀盘在格里生机床上成功地切出了等高齿双圆弧弧齿锥齿轮副。台架试验表明了双圆弧弧齿锥齿轮不仅有良好的接触区,而且综合强度也有明显的提高,从而为使用此种新型锥齿轮从工艺和性能上提供了可靠依据。     

格林森弧齿锥齿轮齿形数控加工的UG自动编程

制定了数控五轴加工中心加工格林森弧齿锥齿轮齿形的工艺卡,详细叙述了使用CAM软件UG对格林森弧齿锥齿轮齿形数控加工自动编程的全过程,经仿真加工和精度检测,验证了刀轨的准确性,输出了齿轮的CLSF程序,论证了数控五轴加工中心加工格林森弧齿锥齿轮齿形的可行性,形成了加工范例,为特殊结构齿轮的齿形加工开拓了加工方法.     

大模数硬齿面高精度滚剃刀的齿形制造

在进行大模数硬齿面高精度滚剃刀的研制中,将圆弧拟合的方法用于渐开线蜗杆的齿形制造,可以提高滚剃刀渐开线的齿形精度。本文采用圆弧拟合大模数滚剃刀渐开线蜗杆法截面齿形曲线,进行了渐开线蜗杆法截面齿形计算及圆弧拟合误差的分析计算,并采用计算机进行优化计算,将理论造型误差控制在0.7μm以下;通过对滚剃刀渐开线蜗杆的圆磨,使滚剃刀的齿形制造精度在AA级的水平上进一步提高,从而有效地保证了滚剃刀渐开线的齿形精度。该方法在使用中简单易行,为精度级渐开线蜗杆的制造提供了新方法。     

球面渐开线齿面的形成理论及其NURBS精确拟合方法

区别于螺旋锥齿轮研究领域一直占据主导地位的局部共轭原理及其所设计和加工出来的近似球面渐开线齿形,基于近些年相关球面渐开线的研究成果的探讨,改进球面渐开线齿面形成理论,并对关键的产形线方程做推导。另外,利用球面渐开线齿面形成理论快速精确地求解边界曲线和齿廓曲线族,并结合三次NURBS曲线曲面造型技术的在CAD/CAM中的优势完成球面渐开线齿面的精确拟合。最后,在利用蒙皮法构造的NURBS齿面基础上提出相关优化方案,完成齿面数据的参数化和曲面的精确拟合,以进一步提高齿面精度,并为齿面接触分析提供齿面数据和基础模型。     

考虑弹性变形行为的齿形凹模修正方法

创建了弹塑性-弹性三维耦合模型,同步计算齿坯的弹塑性变形和模具的弹性变形,研究了齿形凹模和齿轮锻件的弹性变形行为,分析了模腔的弹性扩张规律和齿件的弹性回复规律.根据变形后齿廓的非渐开线特性,提出了反变形迭代修正法并用于修正齿形凹模,以获得满足精度要求的目标齿件.以模数1.5 mm、齿数20的标准渐开线齿轮锻件为例,应用反变形迭代法进行齿形凹模修正,获得了国标7级精度齿轮锻件,进一步说明该方法的修模流程及有效性.     

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。     

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.     

直齿锥齿轮齿形加工精度的研究

研究了刨齿机可调参数对直齿锥齿轮齿形加工精度的影响规律。通过分析齿形加工误差产生的原因，对滚切比、摇台摆角等调整参数进行了重新计算与比较，试切结果表明，齿形加工精度有明显提高，并达到使用要求。     

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。     

对数螺旋线齿锥齿轮齿面的形成及传动原理(Ⅰ)

提出了一种新型锥齿轮-对数螺旋线齿锥齿轮传动形式,并以基曲线和基曲面滚动原理为基础,结合对数螺旋线极坐标方程,分析了对数螺旋线以及对数螺旋线齿锥齿轮齿面的形成过程,建立其了齿面方程.结果表明:对数螺旋线齿锥齿轮传动作为一种新型的锥齿轮传动形式在几何理论上可行.其齿面的形成过程及方程的确定为进一步分析研究建立该种齿轮传动的啮合方程、共轭齿面方程奠定了数学基础,为研究这种新的锥齿轮传动形式的传动原理提供了理论上的保证.     

等基圆锥齿轮的齿面几何与修形分析

以数控加工理论为基础,阐述了等基圆锥齿轮的基本原理,提出了指状铣刀仿形加工等基圆曲线齿锥齿轮的齿线和齿廓修形方法;确定了加工等基圆锥齿轮的指状铣刀的设计原则和设计参数;导出了计入齿线和齿廓修形的齿面方程和齿根过渡曲面方程·等基圆锥齿轮的齿线是一条特殊曲线,其凹凸方向与传统曲线齿锥齿轮齿线的凹凸方向相反,必须采用数控方法加工;通过铣刀廓线修形可实现齿轮齿廓修形,沿理论齿线的法向移动刀具可实现齿线修形;通过齿线和齿廓组合修形实现齿面修形·为齿面曲率分析、啮合分析及强度计算奠定了基础·     

等基圆锥齿轮的齿面曲率分析

以数控加工技术和等基圆曲线齿锥齿轮理论为基础,导出了考虑齿线修形时,仿形加工等基圆锥齿轮的指状铣刀中心轨迹方程;确定了考虑齿廓修形时指状铣刀的廓线方程;导出了铣刀回转曲面的主曲率、主方向和任意方向的法曲率;按共轭曲面理论,由刀具曲面的几何结构和刀具与轮坯的相对运动,确定了被加工齿面的法矢、主方向、主曲率和任意方向的法曲率·为齿面啮合分析、修形设计及强度计算奠定了基础·     

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.     

从动螺旋伞齿轮精密锻造数值仿真

对从动螺旋伞齿轮的精密锻造过程进行三维刚塑性有限元模拟，获得了齿形充填饱满的模拟齿轮锻件及其变形过程，阐述了螺旋伞齿轮精密锻造成形阶段分类和齿形充填模式．铅试件实验从齿轮外形和成形力两方面验证有限元模拟的正确性．根据相似理论，预测出从动螺旋伞齿轮冷精锻成形力50州左右，解释了大截面的螺旋伞齿轮难以冷精锻的原因，提出了从动螺旋伞齿轮精密塑性成形的工艺方案．     

主动螺旋伞齿轮闭塞模锻物理模拟

根据金属流动趋势设计了主动螺旋伞齿轮的预制坯;开式模锻螺旋伞齿轮试验结果显示,模具结构复杂,所产锻件有飞边;采用闭塞模锻成形了螺旋伞齿轮铅试件,揭示了闭塞模锻主动螺旋伞齿轮成形过程,说明了用闭塞模锻工艺成形主动螺旋伞齿轮的可行性;通过铅试件网格试验,揭示出在闭塞模锻中金属内部质点的流动规律、金属流线分布趋势及纤维状况,说明了锻造齿轮内在质量高的原因;提出采用局部加热,以工件柄部代替大端冲头,设计大、小端双动冲头闭塞模锻模具的创意．研究结果表明,螺旋伞齿轮闭塞模锻铅试样物理模拟对该类零件精密成形工艺制定及模具设计具有重要指导意义．     

点啮合齿面三阶接触分析的进一步探讨——V/H 检验法的理论

本文分析了点啮合锥齿轮副的两已知齿面在作V/H 检验时,V 和H 的移动量与大轮齿面上的接触斑点中心沿齿长方向的移动距离s 之比,以及大、小轮齿面上的接触迹线方向,大轮相对于小轮的瞬时角加速度及大轮齿面上瞬时接触区的倾角和主轴长度相对于s 的变化率,并给出了全部用显式表达的计算公式.根据所得参数,可对Gleason 制曲线齿锥齿轮的接触特性对加工和安装误差及受载变形的敏感性作出定量的判断.     

高阶椭圆锥齿轮的传动模型与干涉检查的运动仿真

高阶椭圆锥齿轮是一种典型的非圆锥齿轮传动形式。以空间传动的啮合原理为基础,建立了该锥齿轮传动的空间球面啮合坐标系。分析了节曲线、齿廓及啮合线之间的变化关系;运用空间坐标变换的矩阵法创建了该齿轮的齿面方程。对该非圆锥齿轮的传动比、模数及齿数等基本参数进行了设计,详细分析了偏心率对相关参数的影响变化关系及其规律。应用离散数值法及三维软件,建立了该非圆锥齿轮齿廓的数学模型及虚拟实体模型,并进行了运动仿真及干涉检查。获得了该非圆锥齿轮齿形的设计计算及生成方法,通过实验验证了该方法的正确性。     

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.     

基于MATLAB和SolidWorks的高阶椭圆齿轮参数化建模系统

针对高阶椭圆齿轮设计与建模过程比较繁琐的问题,进行高阶椭圆齿轮参数化设计与建模系统的研究。根据齿轮拟合传动特性推导出节曲线数学模型,依据加工原理法推导出齿轮齿廓的数学模型;使用MATLAB对节曲线和齿轮齿廓进行仿真,仿真结果用于程序参数校验以保证齿轮设计参数满足啮合要求;采用组件对象模型技术（COM）技术对SolidWorks进行二次开发,使程序能够根据仿真结果自动绘制齿轮三维模型;通过GUI完善交互界面的设计,使程序能够独立地驱动SolidWorks和MATLAB。以实际工程问题为例,计算并绘制出一对高阶椭圆齿轮拟合的三维模型,结果表明开发的程序能够大大节省高阶椭圆齿轮设计的时间,提高机械设计效率。     

基于ANSYS的钻机转盘圆锥齿轮齿根应力有限元分析

本文重点介绍了ZP495转盘的技术方案、结构、性能特点、主要技术参数等,通过Pro/E软件建立转盘锥齿轮三维实体模型,采用ANSYS软件建立相应的有限元模型,对齿轮齿根应力进行有限元分析,并与传统计算方法比较,得出了有限元解法的精确性与传统算法的实用性,为圆锥齿轮的精确设计提供了可靠的依据和可行的方法。