双圆弧谐波传动刚轮插齿刀设计与齿形误差分析

双圆弧刚轮插齿刀几何参数的计算设计及齿形误差分析是谐波传动制造的难点之一.采用运动学法精确建立双圆弧刚轮插齿刀齿形及齿面数学模型;研究了双圆弧刚轮插齿刀顶刃后角对插齿刀可刃磨长度的影响规律;提出了侧刃后角、侧刃前角等几何参数的计算方法,研究了这些参数的影响因素及从齿顶到齿根的变化规律;分析了顶刃前角、顶刃后角对双圆弧刚轮插齿刀齿形误差的影响规律;通过算例给出了插齿刀前后角的设计方法.结果表明:插齿刀可刃磨长度随顶刃后角增大而减小;侧刃后角的大小与该点半径及压力角大小有关,并随顶刃后角增大而增大;侧刃前角随顶刃前角及顶刃后角增大而增大,其中顶刃前角的影响较大;顶刃前角与顶刃后角均对插齿刀齿形误差有较大影响,设计时应在保证齿形精度的情况下,选择较大的顶刃前角和较小的顶刃后角.     

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.     

剃前滚刀齿形误差的分析

本文分析了拟合曲线、安装参数、切削过程、造型原理与设计精度等对剃前滚刀齿形误差的影响,此分析将有助于提高剃前滚刀齿形的设计与加工精度。     

滚刀安装角的计算

通过对滚齿加工中滚刀安装角的分析，提出了用标准滚刀滚切标准齿轮、短齿圆柱齿轮及变位齿轮滚刀安装角的公式。并分析了滚刀安装角误差对被加工齿轮齿形精度的影响，经实践验证本公式在提高齿形精度方面取得了预期效果。     

加工高扭矩抛物线同步带轮滚刀齿形的研究

提出了高扭矩抛物线齿同步带轮滚刀齿形的设计方法。研究了不同刀具齿形加工不同齿数带轮时,在带轮齿廓上形成误差分布规律,以及最大齿形误差随齿数的变化规律; 并研究了齿形误差在带与带轮啮合传动中的影响,为工程上合理选取刀具齿形,降低带轮齿形误差,提高可加工的带轮齿数范围,提供了理论依据。     

用优化方法对非零前角插齿刀齿形角进行修正

非零前角插齿刀,由于前后角的影响使得产形齿轮齿形不再是渐开线而产生齿形误差。这种误差影响了齿形精度,特别是负前角插齿刀,现行的设计方法不能满足齿形精度。本文用优化方法对插齿刀齿形角进行了修正,使修正后的插齿刀齿形误差,在最不利的情况下也不超过3μm,大大提高了插齿刀齿形精度。     

高齿形圆弧齿同步带轮的计算机辅助设计

本文对高齿形圆弧齿同步带在不同传动条件下进行了带轮与滚刀的计算机辅助设计。在研究滚刀加工不同齿数带轮所形成的误差分布规律及误差对带与轮啮合传动影响的基础上，确定了滚刀可加工的齿数范围与参数。为加速高齿形圆弧齿同步带的推广和应用提供了理论依据。     

阿基米德齿轮滚刀的造形误差及修正

本文利用泰洛级数导出了阿基米德齿轮滚刀造形误差的近似公式,该公式直观地揭示了滚刀主要参数与误差之间的关系,而且便于滚刀设计的程序化和优化。文中提出了新的轴向齿形角计算方法,它能使滚刀刀刃的齿形误差分布较为合理。笔者采用最大误差最小法,对滚刀前角值进行了优化。优化结果表明,每一规格的滚刀都存在一个最佳前角值。对于m=4—10的精滚刀,选取分园前角3～4°为宜。随着滚刀重磨,要改变前刀面的偏心距。     

基于切向滚齿加工斜齿轮修形齿面的设计与分析

为提高修形齿轮加工效率,并降低齿轮副振动与噪音,提出切向滚齿加工双鼓形齿斜齿轮设计方法。根据空间啮合原理建立3自由度切向滚齿模型,设计滚刀齿形及修正工件附加转交角与安装中心距,并推导工件修形齿面;其次,结合LTCA技术以承载传动误差(LTE)幅值最小为优化目标,获得上述加工参数,并分析LTE幅值与齿轮副重合度关系。研究结果表明:设计加工参数可减小安装误差敏感性,避免边缘接触;齿轮副LTE幅值降低44%,因此,有利于降低振动与噪音;当滚刀有齿向修形时,再增加合理的切向运动,使得滚切过程中,产生沿齿向方向齿形的连续变化,可消除传统加工(改变中心距)产生的齿形扭曲。     

齿轮滚刀双参数造形法

1 双参数中间齿形设计法以m6、前角为7°齿轮滚刀为例按双参数中间设计法设计齿形,新刀造形误差左侧为—2.4μm占AA级滚刀制造公差的40％,占A级公差的24％;右侧为2.5μm,占AA级公差42％,占A级公差25％,在齿长二分之一截面左侧造形误差为—4.5μm占A级公差45％;右侧为3.9μm占A级公差39％,而现有但单参数造形法滚刀新刀造形误差两侧均为—5.8μm占AA级公差的97％占A级公差的58％,是双参数中间设计法的2.4倍多,在齿长二分之一截面两侧均为—9.5μm占A级公差的95％,是双参数中间设计法的2.1倍。从上述实例计算结果来看采用双参数中间设计法对于部分规格齿轮滚刀可以使齿形精度有一定提高。