Design and Machining of Combination Gear Cutter Hob

ＤｅｓｉｇｎａｎｄＭａｃｈｉｎｉｎｇｏｆＣｏｍｂｉｎａｔｉｏｎＧｅａｒＣｕｔｅｒＨｏｂＧＯＮＧＺｈｅｎｑｉＣＨＡＮＧＷｅｉＧＯＮＧＨａｉｔａｏ（龚振起）（常伟）（龚海涛）（Ｄｅｐｔ．ｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨａｒｂｉｎＩｎｓｔ...

基于齿廓修形的大模数滚刀刃口曲线设计

针对大模数齿轮高阶修形齿廓的滚齿加工,不同的滚刀前角的滚刀刃口曲线不同,对齿轮的齿廓精度影响较大。根据滚齿加工的2自由度的齿面包络原理,计算了滚刀基蜗杆与齿面的滚切接触迹线,通过旋转投影,计算了不同前角的滚刀刃口曲线,对比了刃口曲线的形状和倾角随滚刀前角的变化情况,为滚刀刃口曲线的设计和检测提供了依据,并通过修形齿廓的滚切加工和齿廓检测验证了上述设计方法。

高应力条件下TBM破岩岩渣块度分布规律研究

TBM掘进过程产生的岩石渣料包含丰富的地质信息,为研究地应力对TBM掘进过程产生的岩石渣料的影响,采用PFC2D建立了围压条件下的滚刀破岩模型,提取并分析破岩产生的岩石碎片。数值模拟结果表明:TBM滚刀掘进过程主要产生扁平形岩石碎片。在一定范围内,随着围压增加,岩石碎片的平均粒径呈“W”形变化,并且小粒径碎片的含量增加,但围压较高(>30 MPa)时,反而更容易形成较大粒径的岩石碎片。

小型盾构机锥形刀盘设计的论证

目前,常见的刀盘结构有面板式和辐条式两种基本形式,以及介于二者之间的幅板式刀盘,其基本外形都为平面圆盘形状。刀盘的作用是开挖土体、稳定工作面等功能。由于工程环境恶劣,受力复杂,刀盘型式及结构关系到盾构的开挖效率、使用寿命及刀具费用。刀盘配置及选型主要依赖于工程条件,不同的环境采用不同的刀盘形式,但在很大程度上还依赖工程经验。

秸秆揉切机用刀片磨损的研究

对 9RZ 6 0型揉切机用刀片进行了磨损试验 ,探讨了刀片材料、作业对象、装机位置和刃口形式对刀片磨损的影响 ,对 6 5 Mn、T10和 Cr12 Mo V三种材料的刀片磨损表面形貌进行了微观分析 ,指出加工羊草时 ,刀片材料为主要影响因素 ,加工玉米秸和豆秸时 ,刃口形式为主要影响因素。刀片加工秸秆的磨损形式是以抛光磨损为主 。

秸秆揉切机用刀片断裂失效分析

对 9RZ 6 0型秸秆揉切机用刀片的断裂失效进行了宏观、微观和组织分析 ,并测定了 6 5 Mn钢刀片的化学成分。指出刀片金相组织不合理是造成断裂的主要原因 ,同时 ,由于结构设计的不合理造成的应力集中也是刀片断裂的重要原因。在实际工况试验条件下 ,确定了采用 6 5 Mn钢经淬火、等温淬火和低温充分回火的热处理工艺。

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。

修形滚刀的齿形测量原理及其实现

对修滚形滚刀的齿形测量进行了系统研究，着重阐述了测量原理及其数据处理模型，同时论述了利用ＣＮＣ技术实现该测量原理时所涉及的几个关键问题，最后介绍了基于这种测量原理的“ＣＧＷ３００数控型滚刀测量机”的实测结果。

基于鼓形蜗杆传动理论的内齿轮加工原理研究

针对目前内齿轮加工方法中普遍存在的精度低、效率低等不足,提出一种运用鼓形蜗杆刀具进行内齿轮连续分度的展成加工方法。以微分几何和啮合原理为基础建立鼓形蜗杆传动二次包络理论及鼓形蜗杆刀具齿面数学模型。分析内渐开包络母面重现的必然性及内齿轮加工共轭关系。研究鼓形蜗杆刀具齿面的轴向齿形特性及齿面根切规律,并给出刀具齿面根切的避免方法。应用虚拟中心距原理分析鼓形蜗杆刀具的粗加工工艺参数优化方法及其精确加工原理。该研究工作为内齿轮的高效高精加工提供了一种有效途径。

基于剃前滚刀加工的过渡曲线合成

给出了离散的两平面曲线的合成方法和基于剃前滚刀加工的齿轮过渡曲线合成分析．

滚齿切削厚度仿真计算

为了解决滚切力模型在应用中瞬时几何边界参数的提取问题,提出一种基于三维实体造型技术的滚齿切削厚度仿真计算方法.该方法考虑未变形切屑是滚刀扫掠几何实体与工件几何实体的交集,包含几何边界条件信息.首先通过布尔减运算得到未变形切屑,然后通过瞬时刀齿前刀面与切屑几何实体进行求交运算,得到包含切削范围信息的由样条曲线所构造成的CWE(cutter/workpiece engagement),进而在其上进行切削厚度的提取.该方法的实现为动态滚切力的精确预测奠定了基础.

齿轮根部沉切尖点啮合冲击速度分析

文章以啮合理论为出发点，考虑齿轮基节偏差，给出了沉切尖点啮合冲击的概念，推导出了啮入与啮出沉切点冲击速度计算公式。

基于滚铣两步加工的余弦齿廓创成方法研究

基于齿轮啮合原理和数控加工理论,提出一种余弦齿廓滚铣两步加工新方法,即首先利用标准渐开线滚刀滚切出渐开线变位齿轮作为粗加工,并使其加工余量最小;再在此基础上利用立式三轴数控铣床进行铣削成形精加工。建立余弦齿廓滚切加工最小变位系数的数学模型,推导出余弦齿廓铣齿运动的空间转换矩阵,得到三轴数控铣齿成形的通用运动控制模型,分别确定滚齿和铣削的加工刀具选择方法,避免加工过程中出现'过切'及'欠切'现象。最后通过具体实例进行Matlab和Pro/E加工仿真,验证理论模型的正确性和加工方法的可行性。

剃前滚刀触角所生成共轭曲线的数值分析

提出了剃前滚刀触角在被加工齿轮根部所形成共轭过渡曲线的数值分析方法，对过渡曲线进行了数值分析。

一种用于复杂刀具多参数设计的CAD方法

提出一种用于复杂刀具多参数设计的ＣＡＤ方法，并以蜗轮滚刀设计为例，介绍了ＣＡＤ软件的总体结构、功能设计以及Ｆｏｘｂａｓｅ＋与ＶＣ＋＋、Ａｕｔｏｌｉｓｐ语言间的数据通讯。

利用螺旋角仿形加工装置在工具磨床上刃磨齿轮滚刀

提出一种用螺旋角仿形加工装置在工具磨床上刃磨齿轮滚刀前刀面的方法。介绍了这种螺旋角仿形加工装置的结构。

轴向异形齿轮数控滚切加工对刀点坐标的确定

数控滚齿机在滚切加工或修形工件时,对刀点坐标的选取将关系到工件的加工精度,数控程序编制的难易程度等。对数控滚切加工轴向异形齿轮(小锥度齿轮、鼓形齿轮)时的对刀点坐标计算进行了研究。

PDC切削齿破岩受力的数值模拟研究

对PDC切削齿破岩过程中与岩石之间的相互作用,给出了摩擦接触有限元的分析方法,采用粘-滑摩擦模型模拟接触状态,并用罚函数与拉格朗日组合法进行求解。研究了PDC切削齿的负前角、切削深度等对PDC切削齿和岩石受力的影响作用规律。数值计算的结果较真实地反映了PDC切削齿破岩过程中所受接触压力、有效应力和摩阻应力的分布变化情况,据此给出了实际可用的建议。研究结果为PDC破岩工具的设计和应用提供了依据。

CAD/CAE在9LRZ-80秸秆揉切机切碎器设计中的应用

将CAD/CAE应用于9LRZ-80秸秆揉切机切碎器的设计。通过UG软件建立切碎器的零件模型及装配主模型,并利用该软件的运动分析模块在虚拟装配主模型的基础上建立动态分析主模型,模拟揉切机切碎器在实际工作中的运动状况,并对其进行动态仿真及动态分析。运用ANSYS对工作状态下的刀片进行有限元分析。实践表明,有效的提高产品开发效率和质量。

不同刀具配置下隧道掘进机高效破岩机理与推力预估

为解决隧道掘进机刀盘刀具破岩的安全性、可靠性、高效性这一隧道掘进机施工难题,从高效破岩机理和刀盘刀具与围岩耦合作用规律两个方面进行了研究,对单刀及多刀破岩理论体系进行了完善。结合理论分析和滚刀岩机作用综合实验台上的实验结果,提出了红砂岩、石灰岩和花岗岩等3种常见岩石的最优破岩刀间距,并给出了当岩石强度位于40～170 MPa之间时的最优刀间距计算式。综合考虑各种因素对隧道掘进机总推力、刀盘扭矩的影响,提出了复合式隧道掘进机总推力、刀盘扭矩估算的理论公式。通过工程实例验证,该理论计算式具有较高的科学性和精确性。研究成果可直接用于刀具选型布置、推力、扭矩设计,从而降低隧道掘进机的制造成本、提高施工效率。