基于曲率调整的弧齿锥齿轮虚拟仿真及有限元分析

针对弧齿锥齿轮传统加工中试切法的盲目性和偶然性,提出根据齿面曲率设计砂轮截形的加工调整方法。首先通过Catia对弧齿锥齿轮进行仿真切齿加工以构建高精度切齿模型,在Abaqus中对切齿模型进行有限元分析并提取接触斑点。然后依据切齿模型的分析结果,计算齿面曲率及齿面节点偏移量以实现接触区域调整。最后结合铣刀截形与齿面节点偏移量设计磨齿所需砂轮截形,在Vericut中调用砂轮进行虚拟磨削。分析结果发现曲率调整后的齿轮接触性能有明显改变,说明加入磨齿工序的确实现了齿面曲率的调整且符合实际工艺流程。为弧齿锥齿轮系统的传动误差优化、接触区域修正提供了一个新的研究方法。     

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。     

螺旋锥齿轮切齿调整方法研究

针对螺旋锥齿轮热处理后齿面压力角和螺旋角误差导致的磨齿齿面余量不均匀问题,对热处理后齿面变形进行跟踪,并在切齿工序对齿面压力角和螺旋角进行预补偿,分别使用机床比例反调和GLEASON 650GMS测量仪反调单两种方式对齿面螺旋角和压力角进行调整,并跟踪验证两种调整方式的实验结果。     

双重螺旋法切齿参数对螺旋锥齿轮啮合特性的影响

针对螺旋锥齿轮双重螺旋法加工,考虑切齿参数误差,采用齿面接触分析方法,以双重螺旋法加工的(8×43)准双曲线齿轮副为例,分析了切齿参数对凹凸两齿面啮合特性(接触迹位置、传动误差及瞬时接触椭圆特征)的影响,获得了齿面接触位置对切齿参数误差敏感性特征。结果表明:滚比对接触迹位置的影响最大,正向滚比误差使得接触印痕向轮齿的大端以及齿顶方向移动,造成齿根附近潜在接触区增大;而径向刀位对齿长方向的影响较大,刀具齿形角在齿高方向的影响较为明显,角向刀位对接触迹位置则几乎没有影响。     

延伸外摆线齿准双曲面齿轮建模与传动误差分析

基于延伸外摆线齿准双曲面齿轮的加工方法和切齿加工原理,根据格里森TRI-AC刀具、产形轮及工件的相对位置和相对运动关系,建立了切齿啮合坐标系。运用切齿啮合关系和空间啮合原理,推导出理论齿面方程。将理论齿面进行数据离散后建立非线性方程组,数值分析求解得到齿面离散点坐标,从而建立延伸外摆线齿准双曲面齿轮的三维实体模型。通过ADAMS进行传动误差分析,验证了模型的准确性。为齿面接触分析、齿面误差测量、啮合动态仿真以及有限元分析等方面的研究提供了模型基础。     

基于球面渐开线齿面的锥齿轮铣削加工研究

针对传统斜齿锥齿轮成对啮合中不能正确啮合的问题,提出一种基于产形线切齿法的齿轮啮合误差修正方法.结合球面渐开线原理和渐开线齿面方程,利用基锥螺旋角计算节锥螺旋角的方式,对齿面方程的几何参数进行确定;利用求出的几何参数,对凹齿面切齿运动进行分析,推导出产形线方程;最后通过切齿实验对上述推导方程进行验证,取得良好效果,从而验证了该修正方法的可行性.     

飞刀加工蜗轮的切削螺旋角和切削抗刀

飞刀是指单齿法向飞刀,用这种飞刀加工蜗轮,一般分粗、精切齿两个工序。粗切齿时,飞刀齿对准工件中心,径向进给;精切齿时,调整机床中心距离符合要求,切向进给。用蜗轮飞刀切齿时,飞刀和工件的相对运动决定切削齿面螺旋角。此处所指的切削齿面螺旋角,不是公称的蜗轮分度圆的螺旋角,而是     

克林贝格摆线齿准双曲面齿轮建模与仿真

基于克林贝格制准双曲面齿轮的加工方法和切齿加工原理,根据刀具、摇台及工件的相对位置和相对运动关系,建立切齿啮合坐标系。运用切齿啮合关系和空间啮合原理,推导出理论齿面方程。将理论齿面进行数据离散后建立非线性方程组,数值分析求解得到齿面离散点坐标。利用MATLAB和Pro/E软件进行准双曲面齿轮的三维仿真,从而为齿面接触分析、齿面误差测量、啮合动态仿真以及有限元分析等方面的研究提供理论支持。     

奥利康准双曲面齿轮的理论齿面推导及仿真

根据奥利康制准双曲面齿轮的加工方法和切齿加工原理,分析了刀具、摇台及工件的相对位置和相对运动关系,建立了切齿加工坐标系.运用空间啮合原理,推导出理论齿面方程.将理论齿面进行数据离散后建立方程组,数值分析求解得到齿面离散点坐标.利用三维软件进行了理论齿面的三维仿真,从而为齿面接触分析(TCA)、齿面误差测量以及有限元分析等方面的研究提供了理论基础.     

准双曲面齿轮热后接触区质量控制研究

针对准双曲面齿轮在热处理过程中存在畸变,热处理后接触区质量较差的现状,提出了一种利用主、被动齿1阶相对齿面误差分析接触区偏移的方法。通过试验研究得到主、被动齿相对螺旋角误差对接触区偏移的影响规律,并验证了接触区偏移原理的正确性。同时,利用接触区偏移原理和热处理畸变规律,在切齿阶段进行补偿热处理畸变量,得到新的切齿模型进行生产。结果表明,通过该方法能使热处理后齿面误差在标准范围内,热处理后接触区的质量也得到控制。     

面齿轮磨削齿面齿形误差修正

以面齿轮齿面的形状误差为研究对象,建立了面齿轮齿面数学方程,通过三坐标测量仪（CMM）对面齿轮齿面进行了误差测量。为提高面齿轮齿面的精度,提高其理论和工程的应用价值,提出了一种基于序列二次规划（SQP）的面齿轮齿面误差评定方法。建立了齿面误差的识别方程,应用序列二次规划算法对机床加工参数进行优化求解,并与最小二乘优化法进行对比,应用修正后的机床调整参数,再次通过三坐标测量仪对修正后的齿面误差进行检测,验证了该方法的可行性。     

变齿厚斜齿轮的齿面生成研究

根据齿轮啮合原理及变齿厚斜齿轮的加工原理,由产形齿条的齿面方程,推导了变齿厚斜齿轮渐开螺旋面、过渡曲面及齿根面的齿面方程;用Matlab编程生成了变齿厚斜齿轮完整、精确的齿面;由生成齿面上点的三维坐标值,建立了变齿厚斜齿轮的精确实体模型。这一齿面生成的方法具有一定的通用性,可以方便地生成圆柱直齿轮、斜齿轮以及变齿厚直齿轮的精确齿面。     

齿廓方向修形的斜齿面齿轮啮合特性研究

主要研究了修形面齿轮副传动的啮合特性.提出了一种沿齿廓方向抛物线修形的面齿轮齿面结构,对传统斜齿面齿轮和修形的斜齿面齿轮副的啮合进行了比较.计算机仿真表明,修形的斜齿面齿轮传动啮合性能明显改善,接触路径沿两齿面齿长方向分布,有效避免了边缘接触;啮合区域对安装误差较为敏感,特别是轴夹角误差的大小,对啮合印痕在齿面上分布的影响尤其明显,容易导致接触区域向面齿轮的大端和小端偏移.     

渐开线齿轮加工过程中的大周期误差研究

基于齿轮误差理论,对渐开线齿轮大周期误差进行研究。大周期误差属于低频,主要包括滚齿加工中的几何偏心、运动偏心和它们的合成与补偿,以及在插齿加工中的插齿刀的偏心误差。研究表明,对于滚齿加工来说,几何偏心对左、右齿面产生的啮合线误差等于该齿面上的径向与切向之和;运动偏心对左右齿面产生了一个大小相等且方向相反的误差且误差曲线是正弦曲线;几何偏心而不是运动偏心对齿廓径向误差有影响;可以引入几何偏心去补偿运动偏心。     

冷却塔风机齿轮失效的弹性流体润滑分析

针对大型冷却塔风机的减速器齿轮失效情况,在校核了圆柱和圆锥齿轮的设计强度的基础上,应用弹性流体润滑的理论,根据可压缩流Reynolds方程所建立的膜厚公式,计算出齿面润滑油膜厚度,并据此研究了工作中的齿轮润滑状况和齿面损伤机理,确定齿轮过早失效的主要原因不是由于齿轮的设计强度不足,而主要是无法在齿面间形成有效油膜,齿轮工作中两齿面有直接接触现象造成,分析出失效的原因是齿轮的润滑不良。并提出相应的解决办法和改进建议,可作为齿轮传动设计和故障分析的参考依据。     

采用碟形砂轮的斜齿面齿轮磨齿技术研究

为了制造出高精度硬齿面斜齿面齿轮和获得抛物线传动误差并改善啮合性能,对采用碟形砂轮加工双向修形的斜齿面齿轮的磨齿方法进行了研究。设计了渐开线失配的碟形砂轮齿面,分析了碟形砂轮磨削斜齿面齿轮的展成原理,根据展成原理和用渐开线失配的碟形砂轮并改变砂轮的运动,推导出双向修形斜齿面齿轮的齿面方程。给出了双向修形斜齿面齿轮的齿面计算和接触分析实例,结果表明:理论齿面的最大齿面误差为5.98×10-4μm,采用碟形砂轮加工双向修形斜齿面齿轮的磨齿方法是可行的,获得了斜齿面齿轮抛物线传动误差,避免了边缘接触并改善了斜齿面齿轮的啮合性能。     

螺旋渐开线齿轮的齿面生成研究

针对圆柱型螺旋渐开线齿轮不易滚削加工的问题,构造出一种碟形螺旋渐开线齿轮,使其滚削加工成为可能。根据齿轮啮合原理及特殊的加工方法,由产形齿条的齿面方程,推导了碟形螺旋渐开线齿轮的渐开螺旋面、过渡曲面及齿根面的方程。采用MATLAB编程得到碟形螺旋渐开线齿轮齿面的点三维坐标值。由生成的齿面上点的三维坐标值,在Pro/E中构建了碟形螺旋渐开线齿轮精确实体模型,为该齿轮的接触分析与有限元分析奠定了基础。     

螺旋渐开线齿轮的齿面生成研究

针对圆柱型螺旋渐开线齿轮不易滚削加工的问题,构造出一种碟形螺旋渐开线齿轮,使其滚削加工成为可能。根据齿轮啮合原理及特殊的加工方法,由产形齿条的齿面方程,推导了碟形螺旋渐开线齿轮的渐开螺旋面、过渡曲面及齿根面的方程。采用MATLAB编程得到碟形螺旋渐开线齿轮齿面的点三维坐标值。由生成的齿面上点的三维坐标值,在Pro/E中构建了碟形螺旋渐开线齿轮精确实体模型,为该齿轮的接触分析与有限元分析奠定了基础。     

锥齿轮齿距及齿形偏差测量与分析方法

研究了基于齿轮测量中心的锥齿轮齿距偏差和齿形偏差测量与分析方法及其实现技术。该方法应用齿轮啮合理论,根据锥齿轮齿面成形方法,建立了齿面几何参数计算模型;在齿面上建立测量网格,控制齿轮测量中心四轴运动使齿面和测头于测量网格点接触,采集实际坐标轴及测头读数;应用B样条法构造实际齿面,计算其齿形偏差。在此基础上,开发了基于哈量集团公司制造的390X系列齿轮测量中心的实现软件系统。30家锥齿轮制造企业实际应用表明,该软件系统为提高锥齿轮精度、减小齿形偏差提供了先进的测量与分析手段。     

基于KISSsoft的齿轮修形优化设计

以风电齿轮箱高速级齿轮传动为研究对象,利用KISSsoft软件进行齿轮修形优化设计。通过对比高速级齿轮原有单一目标齿轮修形设计及多目标修形优化两种状态下的计算结果,得出以提高齿面接触、齿根弯曲强度和齿面抗胶合能力,减小传递误差及改善齿面载荷分布的多目标修形设计可以有效地提高齿轮强度,改善啮合质量,降低齿轮传动振动和噪声。