基于碟形砂轮磨齿的面齿轮齿面主动设计方法

基于局部综合法、双层优化法以及碟形砂轮展成磨削原理,提出面齿轮齿面的主动设计方法。通过砂轮齿廓修形参数的优化获得预设幅值和形状对称的传动误差函数;通过对砂轮的多轴数控运动控制获得预期的齿向修形模式。研究结果表明:该方法使设计人员能够按照要求的传动性能来设计面齿轮齿面的形状,并可在数控磨齿机上进行加工;齿面主动设计能保证面齿轮副的传动误差和接触路径满足预先设计的要求。     

大平面砂轮磨齿的温升分析

当前平面工件磨削热模型研究较多,但不能应用于齿轮类曲面零件的磨削计算。为此将移动热源法与映像法相结合,在齿轮渐开线圆弧拟合的基础上,建立了大平面砂轮磨齿加工的解析热模型,可用于磨削时齿轮的温升分布计算。同时,在有限元软件ANSYS中对磨齿过程进行了仿真,并将解析热模型和有限元热模型的准稳态温升分布进行比较分析。结果表明,两者的温升分布只在接触区及其与非接触区的交界处存在一定的误差,总体结果吻合较好。其解析热模型可用于齿轮类曲面工件加工时的温升分析。     

大平面砂轮磨齿特点与磨损规律

为提高超精密齿轮的齿廓精度,首先分析了大平面砂轮的磨齿特点,推导出了砂轮磨齿线速度与齿轮进给速度的表达式,为大平面砂轮磨齿系统的动态性能研究提供了理论基础.然后研究了大平面砂轮的磨损规律,得出在均匀磨齿过程中砂轮的磨损程度是不均匀的,提出选择品质合适的砂轮、微量磨削、勤修精修砂轮及在半塞实状态下停车等措施以减小被磨齿轮的齿廓偏差.最后通过超精密磨削实验,研制出了1级齿廓精度的超精密齿轮.     

浅谈偏置面齿轮齿面方程及三维建模

为满足面齿轮设计效率和制造精度要求,以偏置式面齿轮传动系统为研究对象,根据微分几何和齿轮啮合原理,建立了理想状况下的面齿轮齿面数学模型。采用MATLAB语言编程,计算出齿面特征点坐标,并导入proe生成三维实体模型。该方法可使繁琐复杂的面齿轮建模变得准确易行。     

面齿轮啮合过程中齿面接触分析

根据面齿轮啮合原理,研究面齿轮啮合过程中的齿面接触特性;运用MATLAB软件编制相应的程序仿真出齿数差⊿ =1～3的圆柱齿轮与面齿轮啮合时面齿轮齿面的接触轨迹、接触区域面积及形状,并通过面齿轮齿面接触检测实验验证其正确性.研究结果表明:圆柱齿轮的齿数差对面齿轮传动的齿面接触区域的面积和位置影响不大,而传动比对齿面接触区域的位置影响较大,传动比越大,齿面接触区域越靠近面齿轮轮齿的中部,越有利于提高面齿轮传动的性能.同时实验表明齿面接触面积和形状受制造精度影响,精度越高,齿面接触区域面积和形状越稳定,传动质量越高.因此,大的传动比和高的制造精度对提高面齿轮的传动性能是有益的.     

平面内齿轮包络凸环面蜗杆传动啮合性能分析

提出一种新型蜗杆传动形式——平面内齿轮包络凸环面蜗杆传动。以微分几何和空间啮合理论为基础建立该传动的啮合函数、齿面方程的数学模型。分析该传动的各种传动形式,研究其母平面倾角对啮合性能的影响规律。研究结果表明:母平面倾角决定传动副的接触线分布;平面内齿轮一次包络凸环面蜗杆传动具有良好的润滑性能;平面内齿轮二次包络凸环面蜗杆传动具有较高的承载能力。为研制承载能力高、润滑性能好、体积小的新型动力蜗杆传动形式提供理论基础。     

偏置正交面齿轮的几何设计及三维造型

针对偏置正交面齿轮的几何设计,建立了范成法加工偏置面齿轮的数学模型,推导了偏置正交面齿轮的齿面方程,分析了偏置正交面齿轮的根切和齿顶变尖现象,得出了相应的根切和齿顶变尖条件,给出了偏置正交面齿轮最小内半径和最大外半径的精确求解方法。利用Matlab软件计算了偏置正交面齿轮的齿廓坐标,并在给定参数下完成了偏置正交面齿轮的三维造型。     

偏置正交面齿轮的设计及插齿加工试验

针对偏置正交面齿轮的几何参数设计,根据齿轮啮合原理,建立了范成法加工偏置面齿轮的数学模型,推导了偏置正交面齿轮的齿面方程,分析了偏置正交面齿轮的根切和齿顶变尖现象,得出了相应的根切和齿顶变尖的限制条件。提出了偏置面齿轮的加工方法,设计了插齿工装,在Y514型插齿机上进行了插齿加工试验。在滚动检验机上进行了接触印痕检验。试验验证了理论推导和计算结果的正确性,偏置面齿轮插齿加工的可行性。     

渗碳淬火硬齿面齿轮磨齿余量的研究

硬齿面齿轮在预滚齿之后,下一工序为渗碳淬火。由于碳原子渗入轮齿表面,会使齿轮的公法线长度变大,增加磨齿成本。为了解决这个问题,可以在预滚齿时适当地减小齿轮的公法线长度。技术人员试图经过理论分析求出这个公法线长度的计算公式,但没有成功。后来通过多年探索和实践,技术人员用表格加上修正计算的方法,准确地确定了预滚齿后的公法线长度。本文结论来自生产一线的工厂车间,很有实用价值。     

成形磨齿砂轮截面廓形建模及修形

分析了渐开线圆柱直齿轮齿槽截面尺寸与公法线长度偏差之间的关系,推导了公法线长度偏差与基圆齿槽半角之间的关系式,建立了砂轮截面廓形的数学方程式,利用圆弧法逼近渐开线划分节点,通过VC++编程计算节点坐标及生成NC代码程序。     

节点外啮合齿轮传动的性能分析

本文从轮齿的接触强度、弯曲强度、磨损、振动、润滑等方面对节点外啮合齿轮传动进行了讨论,并指出在大传动比情况下采用这种齿轮传动有很多优点。     

基于啮合要求的面齿轮拓扑修形齿面主动设计

提出了基于啮合性能要求的面齿轮拓扑齿面主动设计方法,研究了齿廓和齿向拓扑修形构建包含啮合性能信息拓扑齿面的过程.通过沿接触路径预置传动误差函数,改变虚拟加工的滚比,构造沿齿廓拓扑修形齿面;以面齿轮理论齿面为基准,建立沿接触线拓扑修形的数学模型,通过预置接触椭圆长轴,构造沿齿向的拓扑修形曲面;将齿向拓扑修形曲面沿法线叠加到齿廓拓扑修形齿面上,最终得到包含啮合性能参数的面齿轮双向修形拓扑齿面.应用两实例的仿真设计,验证了面齿轮拓扑齿面主动设计过程和拓扑齿面几何形状构造的正确性.     

锥面砂轮磨齿接痕问题的研究

文章对Y7150D锥面砂轮磨齿机磨削过程中砂轮与工件的运动、砂轮与工件间的相互位置关系进行了分析研究,导出砂轮与工件接痕的体积计算公式,进而讨论了磨削过程中接痕及金属磨除率变化情况,这对于精确分析磨削过程中磨削力的变化、避免磨削烧伤等磨削缺陷是非常有实际意义的。     

船用交错轴变厚齿轮啮合性能的研究

基于空间齿轮啮合原理和有限单元法,分别建立了船用交错轴变厚齿轮齿面模型及啮合模型.在承载和安装误差的作用下,对船用交错轴变厚齿轮传动啮合特性进行了分析,研究了中心距误差、轴交角误差和大齿轮轴向位置误差对啮合印痕、最大接触压力、传动误差及啮合刚度的影响规律.结果表明,中心距和轴交角误差使得啮合印痕发生明显的偏移,造成最大接触压力及传动误差的峰峰值增加,且中心距及轴交角的正负误差对啮合刚度的影响呈相反的趋势,但大齿轮轴向位置的误差对啮合特性影响较小.通过加载啮合特性试验,验证了理论啮合分析结果的正确性,这对船用交错轴变厚齿轮传动匹配设计具有重要的指导意义.     

蜗杆砂轮曲面与面齿轮齿面的对应关系

研究蜗杆砂轮磨削面齿轮的原理与方法。利用产形插齿刀作为中间曲面,通过计算面齿轮和插齿刀、插齿刀与蜗杆砂轮的接触线,得到蜗杆砂轮和面齿轮处于不同加工位置的接触点计算方法,给出蜗杆砂轮磨削面与面齿轮齿面对应关系模型,在VERICUT仿真软件中对蜗杆砂轮磨削面齿轮的方法进行仿真验证。研究结果表明:利用蜗杆砂轮磨削面齿轮齿面的关系模型可分析加工过程中面齿轮齿面对应的蜗杆砂轮工作曲面位置,为通过修整蜗杆砂轮对面齿轮齿面制造误差进行补偿修正提供技术基础。     

基于齿面波纹度的齿轮啮合噪声分析理论

文章提出一种基于齿面波纹度的齿轮啮合噪声分析理论,通过对齿轮全齿面的拓扑测量、齿面波纹度分析,对比全齿波纹度图、高阶频谱图的阶次振幅大小与三维形貌图中啮合线、波纹线的接近程度,实现对高速低噪齿轮的噪声分析。基于齿面波纹度分析技术,弥补传统齿轮测量在精度一致时无法辨别齿轮啮合噪声的缺点,可在生产周期前期对故障齿轮进行筛选,降低检测成本;基于新能源汽车变速箱,分析输入轴齿轮批次更换时反复出现噪声的原因,对测量的拓扑数据进行波纹度计算。结果显示,齿轮右齿面存在鬼阶和整阶不良,推断在啮合时产生噪声,该分析结果与变速箱台架实验结果一致。     

偏置渐开线蜗杆单向点啮合传动凸齿面接触状况分析

讨论了单向点啮合传动蜗轮凸齿面工作时分析齿面接触状况的数值计算方法,用此方法计算所得数据,可以用来评估传动参数对实际重合度、承载能力等的影响,为选择传动参数、优化传动提供依据。     

齿轮模具成形磨齿应用软件的开发

为提高粉末冶金齿轮的成形精度，介绍了CNC成形砂轮的数值模拟廓形计算方法，开发了砂轮廓形计算及加工软件并进行了磨齿实验．所提出的算法简单直观，数据结构合理，可计算任意齿形．所开发的软件可对任意齿形的直齿、斜齿成形砂轮廓形进行计算并进行加工误差分析以确定最佳加工参数，同时生成砂轮修整和磨齿数控程序．磨齿试验表明，软件的计算精度足够，加工精度可满足实际要求，因此，文中方法是可行的．     

高效高精度蜗杆砂轮磨齿的二类界限分析

从空间交叉轴齿轮啮合原理出发,深入研究了蜗杆砂轮被创成和修整时与修剪母轮之间的瞬时接触线的形成及运动规律,并推导出不产生二类界限的条件,以避免磨齿时二类界限产生的干涉影响被加工齿轮的精度。