非对称齿轮啮合刚度精确求解及齿廓参数分析

非对称齿轮是一种轮齿两侧采用不同压力角的新型渐开线齿轮,其齿廓参数对齿轮齿廓形状、运动特性、承载能力、传动效率和动力学特性等有至关重要的影响。基于齿轮啮合原理,运用李特文矢量法,根据加工刀具齿廓参数方程推导了非对称齿轮全齿廓方程;应用材料力学理论,建立非对称齿轮时变啮合刚度的数值求解模型,并通过有限元方法验证了该模型的有效性。基于所建立数值分析模型进行算例研究,总结了刀具圆角、压力角和变位系数对齿轮啮合刚度和重合度的影响规律。结果表明,随着轮齿工作侧压力角的增大,齿轮齿根厚度增加,单齿对的啮合刚度加大,齿轮的承载能力得到有效提高。加工工作侧轮齿齿廓刀具圆角的增大,也有利于提高齿轮的啮合刚度;同时,工作侧齿廓压力角的增大会使齿轮的齿顶厚度降低、啮合重合度减小,会导致齿轮的齿顶强度和冲击韧性降低。非对称齿轮齿廓设计时,应根据实际工况合理设置压力角参数。

刀具形貌对交错轴变厚齿轮传动接触特性影响分析

从刀具修形角度出发,将抛物线型齿条刀具引入到变厚齿轮传动中,通过建立抛物线型齿条刀具的法向截面数学模型,以滚削加工理论为基础,推导了抛物线刀具加工变厚齿轮的齿面方程;采用轮齿接触分析方法,研究不同几何设计参数下,抛物线刀具对齿轮副TCA(轮齿接触分析)和LTCA(承载接触分析)的影响;建立交错轴变厚齿轮副啮合模型,研究抛物线修形前后不同FPD角(第一主方向角)对齿轮副的接触特性的影响规律,并分别对比抛物线修形前后的接触迹线、齿面接触力、传递误差、齿根应力和啮合印痕的数据.结果表明,抛物线型齿条刀具对加工变厚齿轮具有一定的优越性,本文研究可为变厚齿轮传动的修形方法提供新的思路.

多种圆柱齿轮仿真切削建模及测量

用AutoLISP语言编程,按范成法切削齿轮原理,仿真齿条插刀插齿,生成圆柱齿轮三维模型。程序综合考虑各种情况,能生成各种圆柱齿轮。齿轮模型与实际齿轮完全一致,且可通过测量部分项目验证模型的准确性。

基于最大形状系数的齿轮泵轻量化研究

为实现高综合性能渐开线齿轮泵的轻量化目的。首先,由泵的设计流程,推结出其轻量化在于关乎齿形参数的啮合角和关乎体积参数的模数确定;其次,由极限啮合位置和限定的齿顶角,以啮合角为变量,双节圆柱体积最小为目标,构建单变量优化模型;然后,针对泵用的这对具有最大形状系数的齿轮,创新出一款能无根切滚齿加工的双压力角齿刀轮廓;最后,以齿顶限速确定出标准化的模数。结果表明:齿轮泵归结为啮合角与模数的轻量化设计,概念清晰,计算简单;单变量齿形优化,质量好、效率高;近上限的模数标准化取值,泵的综合性能好;压力角和顶隙系数对轻量化影响甚微,为恒取标准的20°压力角提供依据;齿顶角越小,齿数越少,最大形状系数越大;所推荐的齿数为7,重合度约1.1,困油性能好,啮合角约30°,传动效率较高;双压力角齿刀具有顶刃圆角小和齿轮滚齿加工无根切的特点等。为其它容积泵的轻量化设计,提供一种创新的途径和方法。

齿轮齿条刀具仿真加工在UG中的实现

基于UGNX3.0,采用参数化设计思想建立齿条刀具与齿轮毛坯的实体模型,根据齿轮加工原理,对齿条切齿过程进行动态仿真。

双圆弧谐波齿轮传动基本齿廓设计

在研究圆弧齿廓谐波齿轮传动啮合原理的基础上,提出了双圆弧谐波齿轮传动柔轮和刚轮基本齿廓设计方法。该基本齿廓可以保证啮合过程中,柔轮和刚轮齿廓始终处于共轭运动状态,特别在啮合过程中,存在柔轮凸齿廓和凹齿廓分别与刚轮凹齿廓和凸齿廓同时处于共轭运动的"双共轭"啮合区间,这对于提高双圆弧谐波齿轮传动扭转刚度和传动精度具有重要作用。开发了椭圆凸轮波发生器双圆弧谐波齿轮传动基本齿廓,根据该齿廓设计制造了双圆弧谐波齿轮滚齿刀、双圆弧谐波齿轮插齿刀和双圆弧谐波齿轮传动样机。对比分析与实验表明,与渐开线齿廓相比,双圆弧齿廓谐波齿轮传动的柔轮强度、传动精度和扭转刚度等明显提高。

ADAMS二次开发技术在非圆斜齿轮齿廓面设计中的应用

依据齿条刀具范成法加工非圆齿轮的原理,建立了计算机仿真加工非圆斜齿轮的滚切数学模型,提出了一种基于ADAMS二次开发技术生成非圆斜齿轮齿廓面的方法,并开发了非圆斜齿轮仿真加工软件,用该软件生成的椭圆斜齿轮,已成功应用于椭圆斜齿轮行星系宽窄行分插机构中,验证了该方法的正确性。

非对称齿轮的设计及弯曲应力分析

设计了一种新型齿条刀具用于加工非对称齿轮,推导出了非对称齿轮的齿形轮廓方程,分析了齿轮传动过程中5个典型点的受力情况,对5种压力角组合20°/20°、25°/20°、30°/20°、35°/20°和40°/20°下的齿形进行了弯曲应力分析,得到了弯曲应力最小情况下的压力角组合。

滚刀几何误差与齿轮几何精度的映射规律研究

高精度齿轮是高端装备满足高速、重载、冲击、低噪声(静音)等极端环境要求的必要支撑,为提高滚齿加工精度,实现部分'以滚带磨',降低加工成本,针对滚刀几何误差与齿轮几何精度之间的定量映射规律研究不足,分别开展考虑机床运动精度的滚刀齿廓误差、滚刀螺旋线误差、滚刀安装角径向圆跳动误差与齿轮齿廓误差、基节误差之间的定量映射规律研究。通过产形齿条法,由渐开线滚刀齿廓方程包络生成齿轮齿廓方程。依据微分几何、包络原理,建立滚刀齿廓误差与齿轮齿廓误差之间的定量映射关系模型;建立滚刀螺旋线误差、滚刀安装角径向圆跳动误差与齿轮齿廓误差之间的定量映射规律模型。并根据齿轮齿廓误差与齿轮基节误差间的几何关系,计算得到上述因素对基节误差的映射规律。依据高斯分布规律,建立在考虑机床运动误差影响下,上述三种主要的滚刀误差对齿轮齿廓误差、齿轮基节误差的综合影响规律模型。最终通过仿真,并与实际加工经验进行对比,验证上述模型方法的正确性。从而揭示出滚齿加工过程中考虑机床运动误差的滚刀误差与影响齿轮主要几何精度的齿廓误差、基节误差的本质规律。为滚切更高精度的齿轮副打下理论基础。

基于Triz理论的简易果蔬切削机研究

针对水果蔬菜削皮的方式及特点,提出简易果蔬切削机削皮切割机构的整体方案,应用triz理论设计果蔬削、切装置的合理结构和尺寸。采用圆弧形刀片分层螺旋结构布置,以最大程度地适应果蔬表面,增大切削面积,特型切刀在齿条形压力锤的作用下将去皮后的果蔬切割,实现去皮、切割一体化,提高工作效率,节约原材料。

基于斜齿小齿轮的面齿轮的齿面生成研究

文中提出了基于斜齿小齿轮的面齿轮传动的两种几何设计方法,一种是利用传统的螺旋渐开线小齿轮的包络原理,另一种是利用由齿条刀具生成的小齿轮的包络原理;推导了两种情况下面齿轮的齿面方程,并讨论了齿宽的限制条件,实现了面齿轮齿面的可视化。

齿轮仿真加工在UG中的实现

文章简要介绍了UG二次开发的常用接口,阐述了齿轮切齿仿真加工的原理,并且在UG NX3.0中,实现了MFC类库的调用,解决了如何在UG二次开发中融入MFC的问题。然后,以齿轮仿真加工为例,计算出了相应的刀具参数,采用参数化设计的思想,建立了齿轮刀具与齿轮毛坯的简化模型,根据齿轮加工原理,对齿轮切齿过程进行动态的仿真,完成了参数设计计算与仿真加工的一体化,为UG的其它二次开发提供参考与借鉴。

非标齿条铣刀的设计与制作

长齿条的加工一直是机械加工的难点之一。文中根据需要加工的钻套零件形状特点,自行设计并制作了一种非标齿条铣刀,用以加工该零件上的长齿条,不仅保证了尺寸精度、表面粗糙度要求,且制作起来简单易行,经济实用。

不同工况下采煤机截割能耗特性研究

为研究复杂工况下采煤机截割能耗特性,通过建立采煤机截割能耗模型,选用MG500/1180-WD型采煤机在不同工况下进行截割试验,实时采集齿轨销轴和惰轮轴的载荷数据,最后通过对不同工况下采煤机整机截割能耗的计算,得出如下结论:在保持其他工况不变的情况下,直线截割能耗随着牵引速度的增加而增加;斜切截割能耗值远超过直线截割能耗值;采煤机截割能耗除了受牵引速度、截割方式的影响外,还受煤岩硬度的影响,随着煤岩硬度的增加截割能耗也随之增加。研究结果为采煤机研发和使用提供理论基础,为煤矿行业科学高效生产提供理论依据。

基于Pro/Engineer的渐开线完整齿廓直齿圆柱齿轮建模

为了使齿轮建模时过渡曲线部分更符合工程实际,在对双圆弧齿条型刀具轮廓曲线方程和齿轮的廓线方程研究的基础上,利用Pro/Engineer软件建立了可变位的渐开线完整齿廓直齿圆柱齿轮的三维参数化模型,并对齿廊曲线连续性进行了分析。该齿轮模型有利于对过渡曲线部分要求较高的齿轮的设计及制造。

基于ANSYS Workbench小型切草机的静动态特征分析

为分析小型切草机的静动态特性,以其切草刀盘与机架作为研究对象,通过SolidWorks软件对小型切草机进行三维实体建模,然后将其导入ANSYS Workbench中,利用有限元法对切草刀盘和机架做静动态特征分析,以此来探究两者的应力分布与模态响应。结果表明,切草刀盘与机架的应力分布较为均匀,最大应力分别为67.42 MPa、16.134 MPa,小于相应材料的屈服强度,两者的最大变形量也相对较小;切草刀盘与机架的前6阶模态振型区间分别为237.46~585.56 Hz、93.121~214.59 Hz,没有与其固有频率发生重合,引起共振。研究结果也为后续的有限元分析和机械结构的优化设计提供了一定参考依据。

齿条刀加工渐开线圆柱外齿轮的切制机理研究

鉴于精确的齿廓曲线方程对于齿轮修形、有限元分析、抗疲劳特性分析及动力学计算的重要性,对齿条型刀具加工渐开线圆柱外齿轮的切制机理进行了深入研究。在加工过程中,刀具直线部分齿廓首先进入啮合并切制齿轮毛坯生成渐开线,然后当刀具齿顶圆弧与齿轮毛坯齿根圆相切时,刀具齿顶圆弧开始切制齿根过渡曲线,并与渐开线加工汇于一点,然后退出啮合。在不同啮合位置,通过坐标变换,推导了圆柱外齿轮精确的渐开线方程和齿根过渡曲线方程,最后在ANSYS中利用APDL语言画出了所推导齿廓曲线方程的几何形状,提供了参数化方程在给定齿轮参数下应用的算例。

三种马格型单头斜齿梳齿刀的设计制造

介绍了用于斜齿加工的三种马格型单头梳齿刀的应用场合、设计要点及加工方法,评价了应用三维特征造型、线切割加工和正弦规夹具进行梳齿刀设计制造的技术经济性。

大螺旋角齿条刀的线切割加工工艺

齿条刀是典型的多角度刀具，在平置加工时其角度参数超出了线切割机床上下异形角度加工极限。通过改变加工时的安装角度和合理编制加工程序，可取得线切割加工齿条刀的良好效果。本文举出加工实例，说明了具体实施方法及加工要点。

5T-50型脱粒机逐稿器机构运动分析

对现有联合收割机、脱粒机的典型机构一平台逐稿器机构图形形成的独立闭链有关方程写成矩阵形式,采用机构最优化设计中的下降法对机构进行运动分析,把机构各构件位移、(角)速度、(角)加速度变化规律,通过图表,形象、清楚地表现出来.采用闭链活动度准则计算机构自由度。