弧齿锥齿轮铣齿机床的数控改造

目前，我国用于加工弧齿锥齿轮的铣齿机床主要由国产Y2280、Y225以及部分进口的弧齿轮铣齿机床组成，而且这些机床的动作原理大都是由机械传动链传动。随着计算机技术的迅速发展，在普通通用机床如普通车床等的数控改造成功的范例不计其数，经数控改造后的机床不但提高了机床的自动化程度，而且又能提高机床的加工精度，增加原机床的加工适应能     

用投影仪检测直齿锥齿轮的大端齿形

对于电火花加工用的直齿锥齿轮电极,其全齿形的检测相当困难(一般只能检测大端的弦齿厚和弦齿高)。为解决这一问题,笔者利用计算机对直齿锥齿轮的齿形进行计算,绘制出齿形放大图,然后在投影仪上对被测齿轮的齿形进行检测。该方法既能保证测量精度,又可降低检测成本。下面对该检测方法的操作程序作一简要介绍。     

大模数硬齿面鼓形直齿锥齿轮的刮削

当前在国内采用大负前角硬质合金滚刀切制高硬度齿面已经获得成功。对中、小模数硬齿面直齿锥齿轮的刮削也有做过试验。本文主要介绍大模数、大直径硬齿面鼓形直齿锥齿轮的刮削加工及硬质合金创刀的设计与应用。同时对刨刀的切削角度和切削速度进行了讨论。     

基于真实齿面的直齿锥齿轮加载接触分析研究

基于某发动机直齿锥齿轮真实齿面测量数据,反求直齿锥齿轮加工参数,重构直齿锥齿轮真实齿面的数学模型及几何模型,进一步采用ANSYS软件对直齿锥齿轮进行加载接触仿真分析,得到基于真实齿面的直齿锥齿轮接触印痕,仿真结果与着色试验结果基本一致。此分析方法可为后续该直齿锥齿轮是否能满足装机要求判定提供指导。     

展成法实现直齿锥齿轮三维实体造型

介绍了利用展成加工原理,模拟实际加工过程,实现直齿锥齿轮参数化三维造型的基本思想及具体步骤,为直齿锥齿轮的啮合过程、加工方法、误差分析等提供了强有力的研究工具。     

大型直齿锥齿轮在牛头刨床上的加工

我厂在没有专用大型直齿锥齿轮加工设备的情况下,从1992年开始至今,用B650A牛头刨床加工了规格不等的五件大型直齿锥齿圈,齿圈外径最大的φ2200mm,模数为m_(max)=18。     

圆锥齿轮精度的新旧齿标转换方法(1)

本文阐述了直齿圆锥齿轮精度的新旧齿标转换方法,提出了在转换中应注意的问题.并举例列出了转换方法的具体步骤。     

硬齿面大规格等高弧齿锥齿轮的磨削加工

通过对格里森No137(No463)磨齿机设计原理、空间曲面分析、齿面修正的原因分析,改变大、小轮加工调整参数,把理论齿面修正成一个互相啮合的实际齿面,使接触区不是布满整个齿面而是形成一个以齿面某一点的局部接触,来实现在格里森No137(No463)磨齿机上加工超规格等高弧齿锥齿轮,满足了国内市场的需求,实现了等高弧齿锥齿轮磨削的工艺.     

基于虚拟制造的弧齿锥齿轮仿真加工技术研究

通过分析弧齿锥齿轮加工原理及弧齿锥齿轮铣齿机的结构和运动关系,建立了弧齿锥齿轮铣齿机虚拟机床模型及虚拟机床加工坐标系,推导了弧齿锥齿轮铣齿机虚拟机床运动参数的计算方法,构建了弧齿锥齿轮仿真加工模型.计算了一对弧齿锥齿轮进行的几何参数、刀具参数和虚拟机床运动参数,并通过弧齿锥齿轮铣齿机虚拟机床对其进行了仿真加工,验证了弧齿锥齿轮铣齿机虚拟机床模型及仿真加工模型的正确性.     

直齿锥齿轮齿坯精度及其检测

论述了齿坯精度－轴孔径误差和端跳，外径，顶锥母线跳动，安装距和轮冠距，顶锥角，齿厚偏差等－对齿轮加工精度的影响，提出检测的方法和差值的计算公式。     

斜齿轮成形磨削齿向修形齿面模型构造与误差评价

砂轮磨削带齿向修形的斜齿轮时,砂轮与齿轮之间的接触线时刻发生变化,其附加运动会使齿向一面产生“修形扭曲”,为此,提出一种高精度建立齿向修形齿面的方法。根据齿向修形原理,推导出成形磨齿的实际接触线方程;通过改变中心距的值,沿齿向得到多组接触线,使用NURBS曲面拟合,得到齿向修形齿面;对影响齿面精度的主要因素齿廓偏差和螺旋线偏差进行分析并提出误差评价模型。以鼓形修形斜齿轮为例,介绍齿向修形齿面构造全过程。磨齿实验验证了模型的准确性以及齿向修形齿面构造的高精度性。     

新型环面渐开线齿轮齿面生成和几何特性研究

环面渐开线齿轮是一种对安装误差不敏感,无须修形就具有良好啮合性能,并且加工便捷的新型齿轮。根据环面渐开线齿轮的加工原理,从产形齿条的齿面方程出发,推导了凸环面渐开线齿轮和凹环面渐开线齿轮的完整齿面方程;利用MATLAB编程计算出环面渐开线齿轮齿面上点的三维坐标值,生成了精确齿面,并在Pro/E中建立了齿轮的实体模型;基于齿面数学模型,通过计算仿真对环面渐开线齿轮的根切与尖化现象进行了分析,获得了环面渐开线齿轮的根切界限曲线、尖化初始点以及不发生根切与尖化现象的最大齿宽;根据已生成的齿面进行有安装误差条件下的齿轮接触分析,证明了环面渐开线齿轮对安装误差不敏感。       

成形法双面磨削拓扑修形误差齿面对齿轮传动的影响

附加径向运动方式的斜齿轮双面磨削方法具有小批量多品种加工的特性与机构可靠的优点,但在加工时会出现无法避免的齿面扭曲现象,导致加工齿面与理论齿面存在原理性误差,针对该现象对斜齿轮性能的影响进行了量化研究。以数值方法计算得到双面磨削方法的误差齿面模型,将该误差齿面与理论齿面进行对比,采用齿面接触分析方法（TCA）计算获得不同齿面下的传动误差和接触斑点。结果表明,齿形扭曲对左齿面性能影响较小,左齿面可基本实现理论修形效果,齿向扭曲现象导致右齿面性能发生了明显劣化;合适的修形方式与轴交角可以使左右齿面传动误差差异缩小在15%左右。     

螺旋锥齿轮齿面扫描式测量法及其应用研究

螺旋锥齿轮的实际齿面形状是影响其动力学性能的一个非常重要的因素。本文介绍了采用虚拟共轭基准面的螺旋锥齿轮齿面的扫描式测量、数据处理及应用方法，即大齿轮的基准面采用的是由机床设定参数计算出的理论齿面，而小齿轮的基准面采用的是与大齿轮共轭的假想小齿轮齿面。由于采用了二维测头进行齿面测量，有效地避免了测头与齿面间摩擦力的影响，既能保持高精度，又能进行快速测量。同时，该种测量采用连续扫描的方法，信息量大、速度快，适合于大批量生产中的螺旋锥齿轮的齿面质量管理与控制。由于扫描式测量采用了虚拟共轭基准齿面，所以从测量数据本身就可以判断齿面的接触斑点位置与形状，因而可以直观、有效地对齿面质量进行管理与控制。     

考虑表面粗糙度的面齿轮齿面接触应力分析

根据齿轮啮合原理,得出了面齿轮的齿面方程,求得面齿轮齿面曲率。结合赫兹接触理论,推导了点接触面齿轮传动接触点的接触应力及应力沿齿面的分布规律,从齿根到齿顶,齿面接触应力先增大后减小,在靠近齿面中点处达到最大值。由粗糙表面接触理论,分析了面齿轮齿面微观弹塑性变形时的接触面积,并得到粗糙齿面接触时面齿轮齿面接触应力及其分布。对比分析了几种不同粗糙度条件下面齿轮齿面接触应力的变化规律,结果表明:齿面接触应力随表面粗糙度的增大而增大,与齿根处相比,齿顶接触应力受表面粗糙度影响更大。文中的分析可为面齿轮磨损及润滑机理的研究提供依据。     

CFM56系列发动机篦齿结构多目标参数优化分析

为解决CFM56系列发动机在低转速情况下滑油腔内润滑油的渗漏问题,运用VOF两相流理论对其篦齿封严进行数值模拟,分析篦齿的齿数、齿距、篦齿间隙、篦齿齿高、齿顶宽以及齿形角等结构参数对润滑油渗漏量的影响。结果表明:润滑油的渗漏量随齿顶间隙的增加而明显增大,当齿顶间隙在0.3～0.4 mm时,渗漏量增加趋势较为明显;齿距对渗漏量的影响较小,随齿距增大渗漏量小幅增大;渗漏量随齿形角的增大而明显降低,尤其在齿形角小于90°时;随齿顶宽度的增大渗漏量先增大后减小;随齿数的增大渗漏量降低,齿数为2～4时渗漏量降低明显,齿数高于4后变化趋于缓和。以篦齿渗漏量最小为目标,采用响应曲面法进行多目标参数优化,优化后润滑油渗漏下降了87.5%。     

重型机械圆锥齿轮的齿形分析

圆锥齿轮的轮齿有直齿、曲齿2种类型。与直齿圆锥齿轮相比,曲齿圆锥齿轮齿面的相对曲率半径较大,承载能力高;轴向重和度大,传动平稳;齿面局部接触对误差敏感性小。所以,曲齿圆锥齿轮应用广泛。     

弧齿锥齿轮基于比例修正参数的齿形误差修正

对弧齿锥齿轮齿形误差的修正方法进行了研究。根据弧齿锥齿轮齿面的数学模型,对齿面进行离散化处理并给出齿面离散点的径矢和法矢,建立修正齿面在离散点处相对于理论齿面的齿形误差表达式。根据实际齿面齿形误差的测量数据,得到弧齿锥齿轮的差曲面。在建立差曲面特征参数与比例修正参数之间关系的基础上,根据弧齿锥齿轮切齿计算得到的比例修正参数以及实际齿面在各离散点处的齿形误差值,建立一种基于比例修正参数的齿形误差修正方法。运用最优化算法可得到各种比例修正参数的修正倍数,进而得到机床调整参数的修正量。由修正后的机床调整参数可实现轮齿齿形误差的修正。通过实际的磨齿加工和齿形误差测量,验证了齿形误差修正方法的正确有效性。     

螺旋锥齿轮切齿仿真和虚拟齿面误差检验

介绍了利用CATIA软件对螺旋锥齿轮整个齿轮进行完全自动化切齿的仿真方法,即在CATIA中通过编程输入机床的位置和运动参数,控制齿坯和刀具之间的关系,以便进行切齿仿真,实现了高精度齿面的虚拟加工。介绍了在CAT-IA中导入格里森TCA方法,得到理论齿面离散点后直接在软件中将仿真的齿面与理论齿面比较来验证齿面精度的方法,不仅可以仿真出高精度三维理论齿面与过渡曲面,还将为误差齿面的有限元分析以及研究机床的切齿误差形成原理及补偿方法(切齿调整)提供一个虚拟的三维齿面数据研究平台。     

Dynamic interaction between contact loads and tooth wear of engaged plastic gear pairs

This study investigates the interaction between the dynamic contact load and the tooth profile wear of POM and Nylon 66 plastic gear pairs. A dynamic model of a plastic gear pair is presented. This model incorporates the effects of position-varying tooth mesh stiffness, damping ratio, load sharing, tooth profile wear and temperature on the dynamic contact load. The tooth wear equation developed by Flodin and Andersson [Simulation of mild wear in spur gears. Wear 1997;207:16–23] is utilized to simulate tooth wear and tooth profile variation. The variation of the contact load generated by the cumulative tooth profile wear is simulated and examined. A computational algorithm is developed to simulate the interaction between a dynamic contact load and tooth profile wear. Numerical results demonstrate that the dynamic load histogram of an engaged plastic gear pair can change markedly due to tooth wear.