外啮合椭圆齿轮多方案插齿三维仿真与分析

为验证外啮合椭圆齿轮插削模型并分析比较多方案插削齿面精度,基于非圆齿轮啮合原理,建立椭圆齿轮插削啮合数学模型及插齿刀数学模型,构建平面内齿坯等弧长转动、齿坯等转角转动、齿坯等极角转动及轴向无附加运动、齿坯附加运动、插齿刀附加运动多个仿真方案,仿真各方案的插削刀位轨迹。结果显示:插削啮合数学模型及仿真技术正确可行;相同效率下,齿坯等弧长运动精度最高;插齿刀冲程速度相同下,齿面精度仅决定于平面运动方式。     

非正交面齿轮插齿加工仿真及误差分析

基于插齿加工原理,应用VERICUT软件对非正交面齿轮进行了仿真加工,并应用Matlab软件,探究了插齿加工误差对齿面精度的影响规律。首先,根据齿轮啮合原理,对包含加工误差的非正交面齿轮齿面方程进行推导,使用Matlab软件计算出齿面点坐标;其次,在SolidWorks中搭建机床模型、刀具和齿坯,导入VERICUT中,编写相应的数控程序,进行加工仿真,并把加工得到的模型与理论模型进行对比,验证了数控插齿加工面齿轮的正确性;最后,建立测量坐标系,对工作齿面测量点范围进行规划,提出了一种齿面误差的计算方法。使用Matlab进行数值仿真,将含加工误差齿面与理论齿面点对点地进行了定量、精确的比对,总结出3种常见加工误差对齿面精度的影响规律。     

面齿轮数控插铣加工方法研究

研究采用插铣加工工艺的面齿轮加工方法,根据面齿轮插齿加工原理及齿轮啮合原理,提出多线包络加工面齿轮齿面的插铣制造方法。基于插铣刀对插齿刀虚拟仿形概念,详细推导插齿刀齿面方程、仿形曲面方程及刀具与面齿轮动坐标系的转动关系,给出插铣刀仿形插齿刀轮廓线的数学公式和基于插铣刀与机床结构的面齿轮创成方程。按数控制造技术得到基于面齿轮创成方程的数控代码,使用VERICUT软件对面齿轮加工的数控代码进行加工仿真,仿真结果与理论齿面的对比表明论文提出的方法面齿轮插铣加工方法正确可行性。提出的面齿轮数控插铣加工方法是一种新的面齿轮粗加工方法,对面齿轮的制造具有参考价值。     

面齿轮插齿仿真加工及分析

采用对面齿轮不同位置取断面的方法分析了面齿轮齿形的变化情况,提出了一种插齿仿真加工后提取齿面的新型建模方法。基于齿面生成原理推导出面齿轮齿面方程,确定了面齿轮和刀具的具体参数,并根据齿轮插齿加工原理建立面齿轮毛坯和刀具之间的运动模型,借助SIEMENS NX软件完成面齿轮插齿仿真加工。采用提取齿面的新型建模方法完成面齿轮的精确建模,验证了插齿仿真加工的正确性和提取齿面建模方法的可行性。     

插齿机插削大质数齿轮

插齿是圆柱齿轮重要加工方法之一,对于内齿轮及双联齿轮也可以说是唯一的主要加工手段.插齿时,工件齿坯与插齿刀的相对展成运动恰似一对齿轮的啮合运动.为了保证插削出正确的齿轮,除插齿刀的模数及压力角与被加工齿轮相同外,还需通过分度挂轮的调整计算保证展成运动的正确性,即     

非圆齿轮插齿加工中的负啮合问题分析

对非圆齿轮的插齿加工过程进行了分析 ,同时对非圆齿轮内齿插齿加工中的负啮合角问题进行了探讨 ,为非圆齿轮加工中产生的相应问题的校核计算提供了理论依据     

基于VERICUT面齿轮虚拟仿真加工

基于面齿轮的生成原理,应用VERICUT软件对面齿轮插齿加工进行了仿真加工。首先,根据齿轮啮合原理,对正交面齿轮齿面方程进行了推导;其次,利用Matlab软件设计了面齿轮与插齿刀具的尺寸参数;最后,基于VERICUT软件加工平台,设计了完整的面齿轮插齿加工仿真流程,得到面齿轮仿真加工的实体模型,验证了数控插齿加工面齿轮的正确性。     

双联齿轮半精锻件齿廓的CAD设计

汽车变速箱中的双联齿轮 (图 1,参数见下表 ) ,其小端齿常规采用插齿加工 ,生产效率低。为解决这一难题 ,提出通过半精锻造出一部分齿 ,来减少插齿加工量 ,提高生产效率。图 1　双联齿轮零件简图1　双联齿轮半精锻工艺方案　　双联齿轮半精锻是在其他部位仍采用常规模锻工艺的同时 ,小端齿轮精密模锻出齿面只带精插加工余量的齿形的锻造方法。因只是锻出部分齿形 ,故称为半精锻。齿轮参数表齿轮模数ｍ(ｍｍ)齿数 (个 )压力角α(°)径向变位数 χＡ 5 2 82 0 0 .935Ｂ 6 1 5 2 0 3 .0 67　　半精锻锻件工艺要求为 :高度方向的单边加工余量…     

直齿轮的高精度插齿仿真加工与有限元分析

依据现有仿真加工方法难以获得趋近于实际加工所得齿面的仿真模型,为此提出一种高精度的插齿仿真加工方法.该方法基于CATIA平台,通过建立刀具与齿坯模型,分析刀具与齿坯的空间运动关系,结合CATIA内平移、旋转、布尔运算等命令与二次开发功能,完成了圆柱直齿轮的高精度插齿仿真加工;通过测量标准渐开线与仿真模型齿面间法向距离,完成了齿面精度测量并与实际加工参数相印证.最后,将仿真模型进行重构,并将仿真模型与重构模型分别进行有限元求解,通过将仿真模型与重构模型求解结果进行对比,验证了方法所得仿真模型的有效性.     

非圆齿轮插具加工中的负啮合问题分析

对非圆齿轮的插齿加工过程进行了分析，同时对非圆齿轮内齿插齿加工中的负啮合角问题进行了探讨，为非圆齿轮加工中产生的相应问题的校核计算提供了理论依据。     

数控双盘铣刀齿轮粗加工方法及仿真研究

针对单盘铣刀齿轮粗加工中齿廓余量不均匀问题，提出了一种效率高且齿廓余量均匀的双盘铣刀齿轮粗加工方法。分析了不同模数、齿数下的中心距与齿间加工面积余量和单边最大余量的关系，并在AutoLisp下对双盘铣刀齿轮加工过程进行了仿真验证。与单盘铣刀粗加工相比，该方法使齿间余量以及齿根和齿顶余量均减少为原来的二分之一，改善了齿廓余量的不均匀性。     

基于螺旋非圆齿轮变速装置设计研究

为增加变速器带载换挡能力,解决摩擦片发热烧毁等问题,提出利用非圆齿轮传动替代摩擦传动换挡结构;研究渐开线变厚齿面形成原理,通过增加共轭齿条周向纯滚动和轴向运动约束条件,建立螺旋非圆齿面包络加工数学模型,描述共轭齿条各段齿面失径,推导螺旋非圆齿面方程;利用数值计算实例验证了数学模型的正确性,分析非圆齿的几何特征与轴向移动速度之间的关系,说明共轭齿面仍为线接触;通过对锥齿轮组进行详细设计与动力学仿真,结果显示角速度输出曲线较为平稳,仍存在一定轻微冲击;搭建基于机电检测方案的锥齿轮组自动变速装置试验平台,实现了档位自动变换功能,进一步验证了螺旋非圆齿轮基本啮合原理且锥齿轮组改造设计方案具备一定的可行性。     

内齿轮成形磨削及砂轮修形技术的研究

针对国内硬齿面内齿轮普遍采用插(拉)齿后氮化处理而未磨齿的加工现状,研究了内齿轮成形磨削方法和砂轮修形技术。基于自主研制的数控内齿轮成形磨齿机,提出了一种使用砂轮的一个端面磨削轮齿两个齿面的加工方案。采用跳齿磨削法控制分齿精度。研制了一种成形砂轮修整装置,开发了成形砂轮修形程序。仿真结果验证了该程序的可行性。

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渐开线非圆齿轮的齿廓曲线数学模型

对于给定的非圆齿轮节曲线,借助于共轭齿条建立齿廓曲线的数学模型。根据渐开线齿轮齿廓成形原理,当共轭齿条分度线在非圆齿轮节曲线上作纯滚动,齿条的齿廓便在齿轮上包络出齿轮的齿廓。因此,首先建立了共轭齿条的数学模型和节曲线纯滚动模型,而后用啮合方程将这两个模型结合起来,经坐标变换后便在齿轮坐标系中获得了非圆齿轮齿廓曲线的数学模型。进一步用计算机图形仿真的方法获得椭圆齿轮的渐开线齿廓曲线图形,验证了该模型的正确性和有效性。该模型为非圆齿轮的加工刀具设计、数控加工程序设计以及轮齿强度分析等提供了基础。     

高阶变性偏心共轭非圆齿轮的凹凸性及根切判别

为满足一个运动周期内传动比有多个非对称变化的要求,提出了一种新型非圆齿轮形式--高阶变性偏心共轭非圆齿轮,建立了高阶变性偏心共轭非圆齿轮节曲线方程。依据微分几何原理,推导建立了主从动轮节曲线的凹凸性判别条件和加工过程中不发生根切时齿轮模数与节曲线最小曲率半径之间的关系。运用VB语言编写了高阶变性偏心共轭非圆齿轮的设计与仿真程序,并通过算例予以验证。     

基于Rayleigh-Ritz法的钛合金薄壁件非均匀余量加工变形控制研究

为减小钛合金薄壁件切削加工过程中的变形，提出了一种新型的非均匀余量设计策略。建立了基于Rayleigh-Ritz法的薄壁件铣削加工变形预测数学模型，提出了离散化的余量体积单元设计思路并完成了工件的非均匀余量设计，最后对比分析了不同余量设计策略对薄壁悬臂结构件加工变形的影响。研究结果表明：所提出的基于Rayleigh-Ritz法的离散余量体积单元非均匀余量设计策略对工件自身刚度利用率高，表面加工误差分布一致性好，且对控制最大表面加工误差具有更优的效果。     

一种共轭凹凸型非圆齿轮机构的设计

为了设计出传动比函数具有二次不等幅特点的凹凸型非圆齿轮机构,利用自主开发的生成齿廓的软件设计了主动齿轮齿廓,利用CAD软件优化了内凹部分的曲线。提出了新的齿廓生成方法,利用Pro/E软件仿照展成法原理,用主动轮作刀具、从动轮作毛坯生成从动齿轮齿廓。进行了虚拟仿真,提取了齿轮传动比的理论值。完成了齿轮传动试验,并利用高速摄像机测得了齿轮传动比的试验值。结果显示两组传动比的值基本一致,验证了凹凸型非圆齿轮啮合和传动的正确性及该类齿轮在应用中的可行性。     

不同重合度非圆齿轮设计及弯曲应力分析

非圆齿轮传动具有广泛的应用场景。针对非圆齿轮传动,采用齿轮啮合原理和材料力学等原理及方法,提出了大重合度非圆齿轮设计方法。探讨了非圆齿轮传动原理和节曲线构建方法,计算了其节曲线曲率半径和重合度方程。建立了不同重合度非圆齿轮轮齿时变啮合刚度与载荷分配率计算模型,推导了不同重合度非圆齿轮齿根弯曲应力方程。探讨了不同结构参数下非圆齿轮副重合度、时变啮合刚度、时变载荷分配率及齿根弯曲应力变化规律,确定了轮齿所受最大载荷位置。开展了不同重合度非圆齿轮齿根弯曲应力仿真分析和实验测量,与理论计算结果进行了对比分析,最大误差分别约为4.8%和5.9%,验证了理论方法的合理性与正确性,为大重合度非圆齿轮传动的工程应用奠定了基础。     

Research on gear shaping strategy for internal helical non-circular gears and performance analyses for linkage models

Gear shaping is an efficient cutting method available for internal helical non-circular gears, but gear hobbing is not. Four methods and models of generating motion were built. Virtual shaping revealed that the method of equal arc-length of gear billet has the highest machining precision. Three methods of primary motion were built and analyzed respectively by using a kinetic simulation, which revealed that the method of keeping a constant velocity has the best dynamic performance. Two methods of additional motion were offered. Virtual shaping revealed that the two methods have the same precision, whether the gear has a right-hand helix or left-hand helix. Finally, two optimal shaping models were provided, and performed shaping experiments, respectively. The experiments showed that the shaping strategies and models are correct and feasible. Tooth-flank detections revealed that every tooth of the gears has the same precision using the optimal shaping models.     

渐开线齿廓非圆齿轮的变啮合角特性

指出非圆齿轮传动具有变啮合角的特性,并且推导出啮合角的表达式。以椭圆（含高阶椭圆）齿轮及偏心圆齿轮为例,给出啮合角变化的规律及啮合角约束条件。对于椭圆齿轮副,啮合角随着椭圆偏心增大而增大。当偏心率达到相当大的数值时,啮合角成为直角,两齿轮的齿廓脱离接触而推动啮合。这就从理论上解释了非圆齿轮传动中失去啮合现象的原因,同时为传动的设计提供了基础条件。