正前角双圆弧谐波传动柔轮滚刀设计与齿形误差分析

为解决正前角双圆弧谐波传动柔轮滚刀(DFHP)结构设计复杂与加工精度控制难度高的问题,从实际加工出发,建立了DFHP前刀面切削刃精确齿廓与滚削加工数值仿真模型。为探究DFHP前角与顶刃后角对DFHP加工误差的影响,进行了滚刀加工数值仿真;同时为降低DFHP的加工误差,将传统正前角滚刀的法向齿形作为无理论误差DFHP的等效齿形,重新设计了DFHP三维实体模型。结果表明:DFHP等效齿形误差及其加工出柔轮的齿形误差均随滚刀正前角与顶刃后角增大而增大;采用无理论误差DFHP设计方法使得柔轮的齿形误差从6.2μm降低至0.14μm。因此,减小DFHP的前角与顶刃后角可以减小DFHP的加工误差,同时新的DFHP设计方法不但能构建出精确的DFHP三维实体模型,而且可以有效降低DFHP的加工误差,为提升DFHP加工精度研究提供了参考。     

双圆弧谐波减速器刚轮插刀有效长度分析与优化

为预估和延长双圆弧谐波减速器刚轮插齿刀有效长度，论文建立了双圆弧刚轮齿廓数学模型，根据运动学法，建立了插刀加工数学仿真模型；根据齿廓法线法，建立了砂轮磨削加工数学模型，推导了刃磨后插刀的等效齿形与加工误差，确定了插刀的有效长度。在此基础上，论文通过优化砂轮齿形与插刀齿数，延长了插刀有效长度。结果表明：优化前55齿插刀有效长度为2.1 mm, 0截面插刀加工出刚轮齿形误差为2μm;优化后0截面插刀加工出刚轮齿形误差的最大值为0.14μm。优化后插刀齿数越多，插刀有效长度越长；优化后42齿、55齿、68插刀有效长度分别增加了4.8%、52%、81%。     

拓扑修形斜齿轮齿面插齿修正

为了提高插齿刀精度和寿命并实现拓扑修形齿轮的加工,提出锥面砂轮轴向冲程点接触刃磨插齿刀及拓扑修形斜齿轮齿面插齿修正方法.首先根据啮合原理和磨削过程中砂轮和刀具之间的运动关系,建立插齿刀切削刃方程;然后通过修正砂轮齿形角、轴向廓形及展成运动,使重磨深度内切削刃误差最小.此外为提高刃磨效率,通过等粗糙度磨齿法,确定砂轮每次冲程的齿面径向位置及冲程总次数.根据切削刃方程,建立2自由度插齿模型;结合插齿齿面误差和给定的目标法向修形面,推导工件的实际插齿目标拓扑修形面,建立基于插齿刀刃形修正参数(砂轮压力角、轴向廓形及展成运动)和插齿运动修正参数(工件转角及插齿中心距)的齿面误差敏感性分析修正模型.通过优化算法求解各参数,实现了拓扑修形齿面插齿修正.     

谐波齿轮传动双圆弧齿形双向共轭设计方法

针对目前广泛采用的双圆弧齿形单向共轭设计方法存在的刚轮凸圆弧段共轭齿廓不确定问题,提出了一种基于柔轮和刚轮齿形联合共轭计算的双圆弧齿形双向共轭设计方法。该方法通过预设柔轮凸圆弧参数来进行共轭计算和拟合得到刚轮的双圆弧齿廓;增加了刚轮凸圆弧齿廓反向共轭计算得到柔轮凹圆弧齿廓的计算过程;将柔轮的拟合凹圆弧和预设凸圆弧相结合得到柔轮整体齿形;保证了刚轮凸圆弧段与柔轮两段圆弧均能共轭啮合。双圆弧齿形的啮合侧隙分析与有限元接触分析结果表明:与单向共轭法的设计结果相比,双向共轭法所设计的双圆弧齿形在整个齿廓段都能参与啮合,存在多点啮合现象,具有更大的齿廓接触面积和更小的齿面接触应力,提升了谐波齿轮传动的啮合性能。     

双圆弧谐波传动齿廓参数对柔轮应力影响

针对设计规范中未考虑齿廓参数对柔轮疲劳寿命影响的问题,采用包络法设计无公切线双圆弧共轭齿廓,进行多体接触有限元分析,并建立齿廓参数与柔轮应力的响应面模型,分析各齿廓参数对柔轮应力的影响规律.结果表明:由于刚轮与柔轮之间的啮合齿对会约束装入波发生器时产生的柔轮变形,所以柔轮应力对齿廓参数变化的敏感度较高;谐波传动为多齿啮合传动,单个接触齿对受载较小,载荷对柔轮应力影响较小;齿厚比和双圆弧倾角对柔轮应力的影响最大,齿顶高系数和齿根圆角半径的影响次之,齿根高系数的影响最小;柔轮应力随齿根半径和齿根高系数的增大先减小后增大,其余齿形参数与柔轮应力呈负相关.     

非标准复合齿轮插齿刀设计方法

研究加工不等齿厚的非标准参数渐开线齿形,与非渐开线齿形复合的锁闭齿轮插齿刀刀齿的排列、刀具齿数的选择以及刀具设计的基本方法,介绍用限制区域选择插齿刀变位系数的新方法,并给出刀具齿顶后角与侧螺旋角的关系曲线,为插齿刀参数的选择提供依据,结果表明,采用上述方法设计非标准复合齿轮插齿刀,可简化计算和提高设计效率。     

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.     

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。     

齿面磨损最小直齿锥齿轮Ease-off修形设计与分析

为了改善齿轮传动性能和可靠性,提出了直齿锥齿轮齿面抗磨设计与分析方法。该方法结合碟型刀具在摇台型机床切制直齿锥齿轮方法获得大轮齿面;通过预置传动误差及抛物线修形参数设计小轮法向Ease-off曲面,并叠加于大轮的共轭齿面表达修形齿面。结合齿面接触分析、承载接触分析、Archard磨损公式,提出考虑磨损深度影响的齿面承载接触分析数值方法,将齿面几何分析与力学分析融为一体,且充分考虑了安装误差、齿面修形和磨损的耦合性,可准确快速获得齿形重构后的齿面磨损量;以无磨损时承载传动误差幅值(ALTE)最小、齿面磨损次数最多进行修形优化设计,获得最优Ease-off曲面,并分析磨损对ALTE的影响。结果表明:相同磨损量下,随载荷的增加磨损次数逐渐减少且趋于相等;随齿形重构次数增加,主要是双齿啮合区的齿面初始间隙增加,导致承载变形增大;多载荷工况下,随磨损次数增加最小ALTE及其对应的载荷逐渐增大;共轭齿面轻度磨损后ALTE有所改善。     

21″铣刀盘内外刀片刃磨夹具体的设计

弧齿锥齿轮是减速箱中的重要零件,其轮齿是用圆形端铣刀盘切制的,对于直径较大的铣刀盘的刀头是镶在刀体上的。在切削过程中,刀片不断磨损,需要及时刃磨铣刀片的前面,以保持刀片切削刃口的锋利。通过对夹具体的锯齿状角度设计可以实现在平面磨床上对铣刀头刃磨,以保证铣刀头具有良好的前角。     

双圆弧谐波刚轮刮齿加工原理及刀具设计

为提高谐波齿轮的加工精度和效率,提出一种适应双圆弧谐波刚轮的刮齿加工原理和刀具设计方法 .根据包络理论求解谐波刚轮共轭齿廓,并采用最小二乘法拟合;通过构建刮齿加工坐标系和前刀面坐标系求解刮齿刀具共轭面和前刀面模型,并用NURBS曲面拟合;根据牛顿迭代法求解前刀面与共轭面交点获取切削刃数据,导入CAD软件建立刮齿刀具数学...     

硬齿面大模数齿轮飞刀

介绍了齿轮飞刀的齿形设计原理、加工原理,给出了齿轮飞刀前刀面齿形两侧切削刃的设计计算公式。并叙述了齿轮飞刀的结构、装夹形式和制造中应注意的一些问题。     

直齿插齿刀齿形造型新方法

给出了一种新的直齿插齿刀渐开齿形造型方法,该方法可使插齿刀的齿形误差带减小,提高被加工齿轮的精度。     

延伸外摆线锥齿轮的成形原理及齿面结构研究

用全新的观点诠释了延伸个摆线锥齿轮的齿面成形原理,并由此推导了刀刃在工件上的轨迹曲面（族）的统一表达形式。论述了在Free-form型铣齿机上加工延伸外摆线锥齿轮的实现方式。分析了Free-form型铣齿机上用成形法加工延伸外摆线锥齿轮时的齿面微分几何结构。通过刀刃长度和刀盘转角实现了齿面参数化,并获得了齿面上任意点的全部一至三阶微分几何参数。     

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。     

双圆弧齿轮的模态与振动响应

齿轮的固有频率和振型直接影响到齿轮的传动过程、噪声等.应用任意转角位置的双圆弧齿轮齿面数学模型,在Pro/E中建立了高精度的参数化双圆弧齿轮模型.运用Pro/Mechanica分析了齿轮参数对齿轮固有频率和模态振型的影响,以及特定双圆弧齿轮的振动响应.结果表明,双圆弧齿轮主要为圆周方向振动;齿数增加,对各阶固有频率影响逐步变小;不同齿数、模数组合对低阶固有频率影响较小;改变结构能明显改变固有频率.其振动响应特性为振动去除双圆弧齿轮内应力提供了理论计算数据.图8,表4,参7.     

齿轮轮齿的体应力楔弹分析法

齿轮轮齿模化楔形体在楔顶受载的弹性力学分析法,能使轮齿的体应力分析,比悬臂板、复变函数等分析法简单明瞭,比悬臂梁分析法精确全面。其分析表明轮齿体应力中的剪应力不容忽视,复合应力比悬臂梁法分析的齿体同一部位的应力要大得多,楔顶角与齿顶压力角对其应力都有一定的影响,楔顶角愈小,齿的压缩侧与拉伸侧的应力差就越小。     

等基圆锥齿轮的齿面曲率分析

以数控加工技术和等基圆曲线齿锥齿轮理论为基础,导出了考虑齿线修形时,仿形加工等基圆锥齿轮的指状铣刀中心轨迹方程;确定了考虑齿廓修形时指状铣刀的廓线方程;导出了铣刀回转曲面的主曲率、主方向和任意方向的法曲率;按共轭曲面理论,由刀具曲面的几何结构和刀具与轮坯的相对运动,确定了被加工齿面的法矢、主方向、主曲率和任意方向的法曲率·为齿面啮合分析、修形设计及强度计算奠定了基础·