大模数齿轮数控加工程序与仿真软件设计

为了减少大模数齿轮在大型专用滚齿机加工中费用,采用大型普通的数控铣床加工。通过对大模数齿轮加工工艺分析,程序的数学模型建立,插补坐标计算,设计出大模数齿轮数控加工参数化自动编程软件。该软件具有虚拟制造的齿形设计、加工仿真,生成并保存G代码,与数控机床远程通信等功能。用户使用该软件在大型普通的数控铣床加工大模数齿轮可减少编程时间,提高生产率、优良品率和加工精度。     

渐开线内齿轮成型磨削砂轮修整方法

成形法磨齿的关键因素是成型砂轮的修整.本文介绍了一种渐开线内齿轮成型磨削的砂轮修整方法.根据渐开线的形成原理,采用金刚轮作为修整工具,用数字控制方式完成修整运动.通过数控程序可实现对不同齿数和模数的任意参数渐开线齿形的修整.     

链轮CAD／CAM参数化软件设计

为了减少链轮在大型专用滚齿机加工费用,采用大型普通的数控铣床加工链轮.通过对链轮加工工艺分析,加工程序数学模型的建立,插补坐标计算,设计出链轮数控加工参数化自动编程软件.该软件具有虚拟制造的齿形设计、加工仿真、生成并保存G代码、与数控机床远程通信等功能.用户使用该软件在大型普通的数控铣床加工链轮可减少编程时间,提高生产率、良品率和加工精度.     

加工大模数特殊曲线齿形的程序编制

本文介绍在具有直线插补、圆弧插补的数控机床上,加工大模数齿形程序编制的一种简单方法。     

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.     

精确成形的大模数内啮合传动的啮合性能分析

目前 ,大模数内齿轮的加工在国内是一个急待解决的难题。为了解决这个难题 ,作者研究了一种与传统加工完全不同的新型加工方法———精确成形法。本文根据共轭原理 ,求出与内齿轮相啮合的外齿轮齿形 ,并将其与渐开线齿形进行比较 ,然后对精确成形的大模数内啮合传动的啮合性能进行了理论分析 ,并通过具体实例计算出诱导法曲率、润滑角及接触线分布。结果表明 ,精确成形的大模数内啮合传动的诱导法曲率小 ,润滑角等于90° ,接触线分布较均匀 ,说明其啮合性能很好     

插补方式对自由曲面精加工质量的影响

各种复杂的自由型曲线和曲面被广泛应用在矿山设备、汽车、航空航天等多个领域,自由曲面一般采用数控方式进行加工。针对曲面数控精加工表面质量不易满足要求的问题,文中对比研究了不同的插补方式对自由曲面表面加工质量的影响。应用3次NURBS曲线反求的方法,对一组已知的离散型值点进行拟合,计算出该拟合曲线的节点矢量和控制顶点,并在MATLAB中生成相应的NURBS曲线;按照FANUC数控系统的格式要求编写直线插补、直线-圆弧插补和NURBS插补3种不同插补方式的数控加工程序;调用3种不同的数控加工程序在数控机床上对经过预处理的工件进行精加工,然后使用表面粗糙度仪对精加工完成的曲面轮廓进行测量,获得相应的粗糙度值。对比分析直线插补、直线-圆弧插补和NURBS插补等3种不同插补方式刀具路径实际加工完成的曲面轮廓粗糙度值,结果表明NURBS插补刀具路径可以明显改善曲面精加工轮廓的光顺性,改善表面加工质量。NURBS插补能够适应数控高速加工的要求,很好地满足自由曲面高速高性能数控加工的需求。     

大模数内齿轮滚刀的齿形分析

对大模数内齿轮球形滚刀的一种齿形进行啮合理论分析,求出滚刀加工出来内齿轮的齿形,然后与标准内齿轮的齿形比较,结果表明：该齿形的滚刀加工的内齿轮能满足要求。     

基于B样条曲线实时插补的研究及其误差分析

采用只具有直线、圆弧等简单解析曲线插补功能的CNC机床加工复杂或不规则的零件轮廓,需要采用离线插补的方法。这种方法加工效率低下、加工精度低、并且数控程序过大。因此就产生了应用最广泛的复杂曲线直接样条插补技术——B样条插补。基于此,重点研究已知型值点的B样条曲线实时插补算法。分析了B样条曲线实时插补的误差并给出两种弦高误差的计算方法,通过比较得出根据上一插补点处的曲率来计算弦高误差的方法是比较好的。另外研究了法向加速度的控制方法。     

用数控线切割方法加工粉末冶金齿轮模具

粉末冶金是少无切削加工新工艺之一。用粉末冶金方法制造齿轮,其关键在于齿形阴模的加工。目前,国内加工阴模齿形是用电火花穿孔。我们在加工齿形模具时采用数控线切割方法。这种加工方法只需一台数控程序线切割机床便可一次加工成形。根据实践将此方法整理如下:     

过盈配合下圆弧齿轮加工方法研究

为研究过盈装配对圆弧齿轮加工的影响,文中建立了圆弧齿轮端面坐标的数学模型.通过圆弧齿形的端面坐标,获得圆弧齿轮螺旋面方程,并以此为基础,分析齿轮与轴过盈配合所产生的接触应力和接触变形,求解出接触面允许的最大过盈量和最大接触应力.通过齿轮的变形,研究过盈配合对圆弧齿轮加工的影响.通过模拟球头铣刀加工圆弧齿形的过程,分析过盈变形对齿形加工的影响,对今后圆弧齿轮的加工以及过盈量的选择提供理论支持.      

用成形法磨削圆弧齿轮的砂轮截面廓形的计算

成形磨削法精加工齿轮的关键在于修整砂轮的截面形状。本文详细地推导出加工双圆弧齿轮的砂轮截面廓形的计算表达式、并研制了通用的计算程序。根据实例计算结果,讨论了砂轮直径及安装角度对磨削齿面干涉的影响。     

非圆齿轮齿形研究及NC线切割加工程序设计

本文提出了一个用数控线切割机床加工非圆齿轮的方法。这一方法的关键问题是计算非圆齿轮齿形的数据和切齿加工程序的设计。在没有专用加工非圆齿轮机床的条件下,非圆齿轮的切齿问题是个难题。采用本文提出的切齿方法是很有效的。     

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。     

活齿内齿轮铣齿方法的探讨

从选取合理的切削用量出发．设计了在滚齿机上加工活齿内齿轮的新的加工装置．给出了数控铣齿时铣刀直径的选择方法．     

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．     

螺旋锥齿轮四轴联动数控两刀法加工

国内普遍采用五刀法加工Gleason制的螺旋锥齿轮副,需要5道工序才能完成大轮和小轮的粗精切,机床生产效率低、调整时间长．为此,针对国产四轴联动数控铣齿机提出了两刀法加工原理,使用双面刀盘并利用刀盘中心的轨迹运动完成对小轮凸面的精加工．通过改变刀位的方法实现设计要求的齿长曲率,以达到较好的接触情况,并建立了螺旋锥齿轮两刀法数字化加工模型．最后分别利用齿面接触分析（TCA）和实验,与格里森单面刀盘五刀法加工进行对比,结果表明：两刀法减少了加工工序,加工时间可节约40％;虽然改变了小轮内刀直径,但可以灵活方便地通过轨迹运动实现齿长曲率,得到较好的接触情况．实验得到的齿面接触区与TCA分析结果基本相同．     

一种新型齿廓曲线的探讨

基于渐开线齿轮的插齿原理,以不同形式的齿廓曲线代替插刀齿廓曲线,包络出与给定齿廓曲线的插齿刀对应的被加工齿轮的齿形,以纯滚动弧长s为参数,利用坐标变换和齿廓共轭原理,根据插刀齿廓,推导出被加工齿轮的齿廓方程,并根据得出的齿廓方程进行了仿真.由仿真结果可以对具有不同齿廓的插齿刀所加工的齿轮进行可行性分析,避免实际加工所造成的浪费.     

新型非对称齿轮滚刀设计理论与方法

从齿轮啮合和滚刀设计的基本原理出发,提出了非对称渐开线圆柱齿轮滚刀的设计方法,推导了相应的计算公式,给出了计算实例,实现了非对称齿轮滚刀的参数化实体模型.根据齿轮加工原理,分别用面向对象的Visual Basic和Autolisp语言对非对称齿轮范成加工进行参数化编程,模拟仿真了非对称齿轮加工的包络过程.