数控强力刮齿加工锥齿刀刃形计算

针对强力刮齿加工的锥齿刀刀具刃形设计困难的问题,提出了一种用于加工渐开线齿形的锥齿刮齿刀刃形计算方法.根据交错轴空间啮合理论,建立内齿圆柱齿轮强力刮齿加工数学模型,推导并求解啮合方程式,得到刮齿刀齿面方程;对设计有前角的刮齿刀刃口廓形进行计算,得到锥齿刮齿刀的法面刃口曲线方程;以一种加工内直齿圆柱齿轮的锥齿刮齿刀为例,通过刮齿刀展成运动包络出的齿形和运动仿真分析,检查刀具规避干涉的能力,验证了该锥齿刮齿刀的计算方法准确可行.     

基于少齿数的非对称渐开线齿轮主动设计

为了提高齿轮的传动能力,研究少齿非对称渐开线直齿轮的设计方法.采用齿条刀具的切向变位,设计非对称双圆角齿条刀具,推导包括变位的非对称齿轮全齿廓直角坐标方程和无侧隙啮合条件.分析非对称渐开线少齿数齿轮的根切现象,求解不同齿数的齿轮根切点压力角.采用基于少齿数的非对称渐开线直齿轮主动设计方法计算不同齿数齿轮副啮合的参数以及所能达到的最大传动重合度.研究结果表明:采用主动设计方法,齿轮能达到最大的传动重合度;当小齿轮齿数为4时,大齿轮的最小齿数为7.     

渐开线齿廓“直线修整”的探讨

本文对渐开线齿廓“直线修整”的修缘量、修缘高度和修缘曲线三个基本内容进行探讨。采用有限元法分析计算了不同齿数、模数和变位系数的直齿轮轮齿在不同同载荷作用下各啮合点的法向弯曲变形量,列出了各种关系曲线,并把各个参数对法向弯曲变形量的影响作了讨论,在考虑到齿面接触变形量后,提出直齿轮轮齿齿顶修缘量的确定方法和近似计算式。通过分析比较后,本文提出采用长修缘的方式决定修缘高度的建议。为了能在一般齿轮加工机床上进行修缘加工,本文提出采用压力角略大于原齿廓曲线压力角的另一条渐开线作为齿顶修缘曲线,并且计算了在不同修缘量和修缘高度下修缘渐开线原始齿廓的压力角,从而提供了适用于直齿轮、斜齿轮“直线修整”的计算方法。     

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.     

滚刀径向整体铲磨砂轮精确计算

中等模数以下滚刀齿形的全齿面以及齿顶和齿底圆弧要求一次铲磨形成,铲磨砂轮截形需要精确计算.分析滚刀径向铲磨运动,以整体精确铲磨出滚刀设计齿形为目标,依据齿面啮合原理,建立滚刀铲磨砂轮廓形的数学模型.再由砂轮截面廓形及铲磨时砂轮与滚刀的啮合条件,建立滚刀实际铲背曲面模型,并给出滚刀重磨后齿形与理想齿形的偏差计算方法.对一种直槽零前角剃前滚刀、一种螺旋槽零前角圆弧滚刀进行铲背砂轮截形及滚刀重磨误差计算,结果表明该方法精确、有效.可用于计算滚刀径向铲磨砂轮数控修整的时砂轮截形和确定滚刀铲磨工艺参数.     

直齿剐齿刀结构设计与计算

针对剐齿发展的迫切需求,提出一种直齿剐齿刀结构及其参数计算的方法.首先简述了剐齿原理,进而提出直齿剐齿刀前、后刀面的结构形式.在明确刀具结构形式基础上,给出刀具参数及计算方法,并且推导出刀具的齿形误差.采用上述方法设计制造刀具,利用自行设计制造的数控剐齿机床进行实际加工,经Gleason Metrology Systems检测,工件齿形精度达7级,表明上述刀具设计方法有效、可行.     

非标准复合齿轮插齿刀设计方法

研究加工不等齿厚的非标准参数渐开线齿形,与非渐开线齿形复合的锁闭齿轮插齿刀刀齿的排列、刀具齿数的选择以及刀具设计的基本方法,介绍用限制区域选择插齿刀变位系数的新方法,并给出刀具齿顶后角与侧螺旋角的关系曲线,为插齿刀参数的选择提供依据,结果表明,采用上述方法设计非标准复合齿轮插齿刀,可简化计算和提高设计效率。     

ISO渐开线圆柱齿轮齿形系数的探讨

本文根据1978年ISO/TC60/以WG6制订的渐开线圆柱齿轮承载能力的计算方法对弯曲强度计算时的齿形系数Y_F和Y_(Fa)进行了认真的探讨;并在电子计算机上进行了计算实践;提出了:1.齿形系数线图应有的合理格式;2.计算齿形系数Y_F和Y_(Fa)的程序设计方法;3.在ISO/TC60/WG6制订的方法求(h_F/m)和(h_(Fa)/m_n)的计算式中有待商榷之处。文中所用主要符号:Y_F——外侧单对齿啮合点时的齿形系数;Y_(Fa)——齿顶端点受载(不修缘)时的齿形系数;h_F——外侧单对齿啮合点时的弯曲力臂;h_(Fa)——齿顶端点受载(不修缘)时的弯曲力臂;S_(Fn)——齿根危险剖面的法面齿厚;α_n——法面压力角;α_t——端面压力角;α_(en)——过外侧单对齿啮合点的齿纹法截面内作用力与轮齿中线的垂线间的夹角;α_(an)——齿顶端点受载(不修缘)时齿纹法截面内作用力与轮齿中线的垂线间的夹角;ρ_(ao)——刀具齿顶园角半径;X——变位系数;β——分度圆柱上的螺旋角;β——基圆柱上的螺旋角;P_(bc)——端面基节;ε_α——端面重合度     

S型齿廓少齿数齿轮的几何建模与强度分析

针对渐开线少齿数齿轮副因齿面接触应力大导致承载能力低而难以广泛应用的问题,提出了一种能够实现凹凸弧齿廓啮合的基于正弦曲线齿条刀具加工的S型齿廓.给出了齿条刀具正弦函数的曲线方程,推导了S型齿廓数学模型,建立了S型齿廓少齿数齿轮的几何模型,分析了S型齿廓的诱导法曲率的计算方法,开展了齿轮副接触应力的有限元仿真分析,并与渐开线少齿数齿轮作了对比分析.结果表明,相互共轭啮合的S型齿廓齿轮副具有相同的齿廓方程形式,能够用一把齿条刀具或滚刀加工,且能较大幅度地提高少齿数齿轮副的承载能力.     

直线共轭内啮合齿轮副的重合度研究

根据齿轮啮合原理,参照渐开线齿轮定义了直线齿廓外齿轮的基本参数,得出了齿形半角、压力角和最小齿数的关系,得到直线齿形齿轮的齿廓方程,在此基础上对啮合极限点进行了研究。为满足连续传动的要求,推导出直线共轭内啮合齿轮副啮合曲线,并分析了直线共轭内啮合齿轮传动的啮合特性。根据重合度计算理论推导出直线共轭内啮合齿轮副重合度的计算公式,保证在齿形参数设计时满足连续传动的要求。根据齿轮的基本参数和重合度的计算公式,研究外齿轮齿顶高系数、内齿圈齿顶高系数、压力角与重合度的关系。     

加工渐开线圆柱齿轮的径向剃齿刀的刃磨

本文论述了径向剃齿法的优点及径向剃齿刀齿面形成原理。对加工渐开线圆柱齿轮的径向剃齿刀的齿面进行了计算分析，求出了刃磨剃齿刀时假想齿条的齿面，编制了用锥面砂轮进行逼近时的优化程序，以便解决加工渐开线圆柱齿轮的径向剃齿刀的制造与刃磨问题，对径向剃齿刀在我国的进一步推广使用起更有利的作用。     

径向剃齿刀最小宽度的求解

在利用单自由度啮合原理推导出径向剃齿刀齿面方程的基础上,提出了一种径向剃齿刀最小宽度求解方法．采用弦截法计算出刀具各端截面所对应的被剃齿轮齿面上的剃削痕迹的参数值,根据各参数的物理意义及其取值范围可反推出径向剃齿刀轴截面的极限位置,两个极限位置坐标之差即为径向剃齿刀最小理论宽度．考虑到径向剃齿刀的加工特点,给出了径向剃齿刀实际宽度的计算方法．     

展成法磨削齿轮渐开螺旋面的理论验证

根据展成法磨齿工作原理和齿轮啮合原理,利用齿形法线法,从齿形方程和渐开螺旋面两个方面对锥面砂轮磨齿机正确磨削斜齿圆柱齿轮渐开螺旋面进行了理论验证,该验证方法及推导过程有助于理解采用齿条形刀具磨削齿轮的原理,同时为该加工方法提供了相应的理论基础.     

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·     

正齿椭圆齿轮的实体建模及其运动特性分析

针对椭圆齿轮齿廓生成复杂且造型困难的问题,本文依据齿条刀具范成法加工非圆齿轮的原理,建立了计算机仿真加工中刀具与椭圆齿坯间的运动学模型;由此根据齿条刀具加工中齿廓形成的规律,编写出椭圆齿轮齿廓的计算程序,该程序可方便地计算出椭圆齿轮齿廓曲线数据;最后将该齿廓曲线数据导入实体造型软件完成实体建模,并运用Adam s软件分析了椭圆齿轮的啮合及运动特性。     

加工鼓形齿时径向剃齿刀修形量计算方法

根据径向剃齿刀与被剃齿轮间存在的一一对应关系,提出一种加工鼓形齿时径向剃齿刀修形量的计算方法．用抛物线近似表示被剃齿轮的齿向鼓形量,采用一一对应映射方式将被剃齿轮的齿向鼓形量加到径向剃齿刀理论齿向线上各对应点的修形量上,得到加工鼓形齿轮的径向剃齿刀最终齿向修形量．     

插齿刀齿形误差传递浅析

通过对目前我国采用的标准插齿刀与被切齿轮在不同啮合状态的误差分析，重点讨论了被切齿轮的齿形误差分布情况，得出了标准插齿刀所采用的齿形角修正值并非最佳值的结论。     

非圆齿轮齿廓数值计算的研究

提出了一种简单准确的非圆齿轮齿廓的数值算法．该方法从齿廓形成原理和过程出发，将非圆齿轮齿廓的计算转化成了求非圆齿轮节曲线的法向等距线和插齿刀齿廓的交点过程，因此只需要给出非圆齿轮节曲线、插齿刀参数和插齿数据，就可以非常迅速准确地计算出非圆齿轮，其中包括齿顶、工作齿廓、过渡曲线和齿根曲线的全部齿廓数据．同时，它还可以检查非圆齿轮是否发生根切或齿顶变尖等设计缺陷，为非圆齿轮的测量和线切割加工提供了准确的齿廓曲线数据．目前，该方法已经成功地应用于非圆齿轮齿廓线切割的加工中，并取得了良好的效益．