滚齿过程棱面度的解析

本文主要讨论滚齿过程中渐开线与包络切线之间形成的棱面度问题。许多文献都引用了F.Pohl的棱面度公式和图表。但是,Pohl公式简化时,忽略了微量计算中渐开线上两点曲率半径之间的差值,致使该公式的计算误差相当于JB179-83齿形公差的1～2级。本文应用矢函数法求解棱面度,提高了计算精度,并取得了棱面度顶点的位置,为平整棱面度提供了依据。     

基于圆弧啮合线内啮合齿轮设计与特性分析

针对内啮合齿轮传动,提出1种基于圆弧啮合线的大重合度内啮合齿轮构造方法。选取连接外齿轮和内齿圈节圆交点和齿顶圆交点的圆弧为啮合线,构造在该啮合线上共轭的外齿轮和内齿圈齿顶齿廓;根据共轭原理设计与齿顶齿廓共轭的齿根齿廓,完成内齿圈齿根齿廓修形;对新齿形进行根切检验,分析新齿形啮合几何特性及加载接触;利用数控加工方法完成内啮合齿轮样件的加工并进行啮合试验。研究结果表明:新齿形不产生根切和齿顶干涉;与渐开线内啮合齿轮相比,新齿形重合度大大提高,相对滑动率减小,相对法曲率增大;齿面接触和齿根弯曲应力显著降低,承载能力大大提高;齿数比为38/53的新齿形存在7对齿接触,验证了新齿形的大重合度啮合。     

数控强力刮齿加工误差分析及补偿

在数控强力刮齿加工过程中,针对因刮齿机床各项误差耦合造成的加工精度不高的问题,基于空间交错轴斜齿轮啮合原理,建立内齿圆柱齿轮强力刮齿加工的数学模型。由包含误差的齿面方程与理论齿面方程对比,得到机床各调整参数误差与全齿形法向偏差的变化规律,通过建立机床各调整参数误差与齿形偏差关联函数,提出一种基于建立齿形误差敏感系数矩阵的误差补偿方法。以一个内齿圆柱齿轮的刮齿加工计算实例验证本文所提方法的可行性。研究结果表明:因机床调整参数误差造成的齿形偏差得到了高精度补偿和修正,有效提高了强力刮齿的加工精度。     

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.     

交错轴非渐开线变厚齿轮齿形误差与齿向误差的分析

很多进口机械中应用了交错轴非渐开线变厚齿轮传动，目前国内在该领域的研究还是空白。为了在国内现有机床上实现交错轴非渐开线变厚齿轮的加工，必须对该种齿轮的齿形误差与齿向误差进行分析，这方面的研究国内外未见报道。该文基于空间啮合理论，利用微分几何方法首次对该种齿轮的齿形误差与齿向误差进行计算，并给出计算实例。计算结果表明，可通过轮齿修形实现该种齿轮的加工。     

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.     

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。     

线啮合圆弧齿轮

线啮合圆弧齿轮是我们几年来研究的一种新型齿廓齿轮。它既具有渐开线齿轮的线啮合特性,又具有圆弧点啮合齿轮的凹凸齿廓接触的优点。本文是第一篇有关线啮合圆弧齿轮的理论分析报告。文章分析了齿形曲线实现线啮合的条件,论证了线啮合圆弧齿轮的优越性能,最后,扼要地报告了该齿轮的试制试验结果。     

渐开线圆柱蜗杆与斜齿轮传动副接触特性分析

针对渐开线圆柱蜗杆与斜齿轮传动副齿面接触问题,基于空间啮合理论和微分几何,建立传动副共轭齿面接触轨迹及瞬时接触椭圆的数学模型。以某汽车座椅水平调节器中的渐开线圆柱蜗杆与斜齿轮传动副为例,利用数值分析方法对传动副进行齿面接触模拟分析,并进行了传动副齿面接触实验。分析结果表明：调整传动副传动比、法向压力角、法向模数和螺旋角可有效控制接触区域位置和接触面积大小。研究结果对渐开线圆柱蜗杆斜齿轮传动副的设计制造有理论指导意义。     

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。     

精确设计非渐开线齿轮滚刀基本蜗杆的简易方法

本文应用平面啮合原理精确设计各种非渐开线齿轮滚刀的基本蜗杆,提出并应用啮合线的投影原理从工件齿轮端截面的啮合线直接求得刀具蜗杆的端面齿形,而不必求出媒介齿条的齿形,方法很简单,还从啮合线的投影原理简明而形象地证明了一对螺旋齿轮直接啮合过程的啮合线是一条垂直于齿向的平面曲线。     

弧齿锥齿轮齿面的高精度修形方法

为了改善齿轮的啮合传动性能,提出基于Ease-off的弧齿锥齿轮齿面修形优化方法.通过预置齿轮副重合度、对称抛物线传动误差及接触椭圆参数,分别沿接触路径和啮合线对小轮齿面进行双向修形,获得目标齿面;建立最小二乘法优化模型,采用基于置信域策略的列文伯格-马夸尔特优化算法反求与目标齿面高精度逼近的小轮机床调整参数.算例表明,经过有限次迭代优化,可获得逼近目标齿面的一组机床调整参数,实现预置传动性能,且齿面偏差不大于2.0μm;齿轮副的设计重合度、传动误差幅值及接触椭圆参数对修形优化的迭代次数和精度有直接的影响.     

齿顶圆误差对上置式齿形仪测量精度的影响

在采用以齿顶圆定位的直角座标法测量原理测量渐开线齿形时,被测齿轮的齿顶圆误差将会产生较大的测量误差。本文阐述了仪器测量时座标系的建立方法以及被测齿轮齿顶圆误差对测量精度影响的分析。     

考虑齿顶修缘的斜齿轮传动振动响应分析

渐开线斜齿轮进行适当修形后,可以有效地改善其啮合性能,降低噪音和延长齿轮的使用寿命。利用建立未修缘以及含不同齿廓修缘量的斜齿轮有限元模型,通过轮齿承载接触分析得到不同修缘量斜齿轮的静态传递误差和啮合刚度;在考虑齿顶修缘影响的基础上,建立了具有12个自由度的平行轴系斜齿轮转子系统动力学模型,将得到的时变啮合刚度应用于系统动力学模型中,研究不同修缘量对斜齿轮传动振动响应的影响规律。研究结果表明:在一定范围内,随着修缘量的增加,斜齿轮系统的径向振动和啮合力幅值明显降低,但当修缘量达到21μm后其幅值有增大趋势。研究结果对确定斜齿轮的最优修形量和分析修形斜齿轮的振动特性具有重要意义。     

斜齿圆柱齿轮平衡接触剃齿法的探讨

本文对剃削渐开线斜齿圆柱齿轮时,实现平衡接触剃齿,以避免齿形中凹误差的条件进行了探讨,并推导了达到平衡接触剃齿所需滞后角φ的计算公式。该计算式可供设计大、小啮合角剃齿刀时参考。     

加工圆柱斜齿肋形铣刀齿形设计

建立了斜齿圆柱齿轮侧面及齿根面的直角坐标方程式,应用矢量法确定盘形铣刀齿刃与轮齿侧面及齿根面接触线上各点的参数值。并编制设计程序框图,从而实现了加工斜齿圆柱齿轮盘形铣刀与齿形的计算机设计。     

等基圆锥齿轮齿面接触分析

从等基圆锥齿轮成形原理出发,对齿面几何结构进行全面分析,研究齿轮齿线特性,建立等基圆锥的齿轮齿线方程.通过空间啮合原理,分析等基圆锥齿轮副啮合的过程,编写齿面接触分析程序(TCA);通过刀具设计和齿向俢形,改善齿面几何拓扑结构,实现齿面鼓形修正;以齿向和齿廓修形方式为基础,变换不同修形参数,分析对齿面几何传动误差和齿面接触印痕的影响,从而完善等基圆锥齿轮齿面接触分析的理论基础.     

基于媒介齿条的渐开线圆柱蜗杆斜齿轮传动啮合特性分析

为了分析渐开线圆柱蜗杆斜齿轮传动的宏微观啮合特性,依据微分几何和啮合原理,基于卡姆士定理和媒介齿条的传动性能分析方法,构建渐开线圆柱蜗杆与媒介齿条、媒介齿条与渐开线斜齿轮的啮合关系,分析共轭齿面在接触点微观邻域内的曲面特征,推导并建立传动副瞬时理论接触点、实际接触椭圆、最大接触应力及重合度等宏微观啮合特性分析模型,并对某汽车座椅水平调节器上的渐开线圆柱蜗杆斜齿轮传动副进行宏微观啮合特性分析。研究结果表明:渐开线圆柱蜗杆斜齿轮传动副为瞬时理论点接触,齿面变形实际呈椭圆接触,接触轨迹分布于轮齿中部,接触椭圆的长半轴沿接触轨迹垂直方向,接触应力较大、重合度较小且与齿轮传动相近,适用于轻载场合。     

渐开线斜齿圆柱齿轮传动重合度系数修正

基于对渐开线斜齿圆柱齿轮传动接触线长度的精确计算,提出对现行标准中斜齿轮传动强度计算的重合度系数进行修正,可提高齿轮传动设计计算的精确性．     

基于啮合效率下斜齿圆柱齿轮设计参数的选择

斜齿轮因具有传动平稳和承载能力高等优点而被广泛用于高速、重载传动中。目前对于斜齿轮的设计多以满足齿面接触强度、轮齿弯曲强度和齿面抗胶合承载能力为准则,未考虑设计参数对啮合效率的影响,易造成能源浪费和经济损失。在影响齿轮啮合效率的因素中,滑动摩擦功率损失占主要地位。因此,本文从计算斜齿轮滑动摩擦功率损失入手,通过计算啮合点处的滑动摩擦功率损失并沿啮合线积分,得到斜齿轮啮合效率的表达式,从中揭示出设计参数对啮合效率的影响规律,进而提出在满足齿面接触强度、轮齿弯曲强度和齿面抗胶合承载能力的前提下斜齿轮设计参数的选择原则。