New method for calculating face gear tooth surface involving worm wheel installation errors

The machining principle and realization method for the continuous generative grinding face gear by a worm wheel are introduced. Based on a five-axis linked CNC grinding machine, a new method is presented to deprive the equation of face gear error tooth surface by assuming the tool surface as the error surface, where actual tool installation position error is introduced into the equation of virtual shaper cutter. Surface equations and 3-D models for the face gear and the worm wheel involving four kinds of tool installation errors are established. When compared, the face gear tooth surface machined in VERICUT software for simulation based on this new method and the one obtained based on real process(grinding face gear by using a theoretical worm wheel with actual position errors) are found to be coincident, which proves the validity and feasibility of this new method. By using mesh planning for the rotating projection plane of the face gear work tooth surface, the deviation values of the tooth surface and the difference surface are acquired, and the influence of four kinds of errors on the face gear tooth surface is analyzed. Accordingly, this work provides a theoretical reference for assembly craft of worm wheel, improvement of face gear machining accuracy and modification of error tooth surface.

YK7232——GEAR GRINDING MACHINE WITH WORM GRINDING WHEEL

The machine is used for precisiongrinding of hardened cylindricalgears with medium module inbatches for the industries ofaircraft,automobile,machine tool,gear box and various transmissiondevices.

面齿轮蜗杆砂轮瞬时磨削温度数值分析模型

【目的】采用蜗杆砂轮磨削面齿轮时热量分布较为复杂,且集中在轮齿表层,易造成热变形和热损伤。为改善上述情况,建立了面齿轮蜗杆砂轮瞬时磨削温度的数值计算模型,来研究磨削温度的分布规律及其变化规律。【方法】首先,根据磨削过程中面齿轮和蜗杆砂轮的几何接触特性,利用二次曲面对瞬时接触区域进行拟合,推导得出瞬时磨削接触面积的计算式;其次,研究单颗磨粒在磨削过程中的受力情况,考虑磨削过程中瞬时参与磨削的磨粒数以及磨粒平均磨削厚度,得出瞬时磨削切向力和法向力;然后,分析磨削过程中热量的产生和传递规律,构建了面齿轮蜗杆砂轮瞬时磨削温度数值分析模型。最后,进行磨削温度测试试验,以评估所建模型的计算精度。【结果】分析结果表明,瞬时磨削温度在同一齿高位置处,从内径到外径明显逐渐增大;在同一齿宽位置处,从齿顶到齿根,温度逐渐升高但变化较小;瞬时磨削温度随磨削深度、进给速度、砂轮转速的增加而升高,其中,磨削深度和砂轮转速的影响较为显著。

JHB-300型矿用回柱绞车的改进设计

矿用回柱绞车是一种重要的矿山辅助运输设备。针对传统回柱绞车的不足,进行了JHB-300矿用回柱绞车的设计。该绞车的传动系统采用三级传动方案,包括圆柱斜齿轮传动、二次包络蜗杆蜗轮传动和圆柱直齿轮传动,传动原理具有简单、可靠和高效的特点,实现了大牵引力、可自锁、操作简单方便等性能。

“Zx-Tx”类蜗轮的当量参数计算与建模

以渐开线蜗轮为例,依据空间几何关系,首次给出了蜗轮三维螺旋扫掠路径与螺距的当量解析式。并利用MDT6.0二次开发功能,提出了一种简捷实用,又真实反映蜗轮运动型面的参数化实体建模的方法。该方法精度高(理论值),能解决圆柱蜗杆传动中“Zx”系列的蜗轮造型,还能进一步扩展解决环面蜗杆传动中“Tx”系列的蜗轮造型;能避免繁琐的数学运算,为数控加工提供了精确的坐标参数,也为各类复杂的蜗轮蜗杆传动的虚拟设计和研究奠定了良好的基础。

C-EPS系统匹配研究

建立管柱助力式电动转向系统,即C-EPS的力学模型,并以现有车型数据为例,将C-EPS的助力与整车所需齿条力对比判定,为C-EPS系统的电机、蜗轮蜗杆机构的选型提供依据。

斜齿轮齿面扭曲补偿及弧形蜗杆砂轮修整方法研究

针对蜗杆砂轮磨削螺旋线修形斜齿轮时导致的齿面扭曲问题,提出了一种采用弧形蜗杆砂轮对齿面扭曲进行补偿的方法。首先,基于蜗杆砂轮与斜齿轮的参数包络展成啮合过程,建立蜗杆砂轮与斜齿轮的空间啮合坐标系,求解了蜗杆砂轮加工斜齿轮的空间瞬时接触线;然后,根据螺旋线修形曲线函数,对不同齿宽位置的扭曲量进行了计算;通过展成磨削运动分析了不同齿宽位置处的压力角偏差与砂轮位置之间的关系,并根据压力角偏差求解砂轮修整半径,建立了弧形砂轮外形轮廓曲线模型;最后,选取螺旋线修形齿轮参数进行了仿真验证。对比修整前、后数据结果表明,该方法可有效消除齿面扭曲现象,验证了该扭曲补偿方法的有效性。

大型球墨铸铁蜗轮铸件的生产工艺

介绍了大型球墨铸铁蜗轮铸件的铸造工艺设计及生产过程,利用华铸CAE软件对球墨铸铁蜗轮铸件的两种工艺方案充型及凝固过程进行了数值模拟分析,经过对比,选择中心轴孔端面引入的工艺方案二进行进一步优化。为了满足力学性能要求,选用纯净的原材料、合理的化学成分,采用包内孕育与随流孕育相结合的处理方式。通过对生产的10件铸件进行表面质量及力学性能检测,结果显示:铸件加工后,中心轴孔、键槽、外圆齿圈位置未见缩孔、缩松、夹渣等铸造缺陷,铸件的金相组织和力学性能均符合技术要求。

蜗杆砂轮位置变化对展成磨齿齿面偏差的影响

圆柱齿轮展成磨齿过程中,不同的蜗杆砂轮位置误差对齿面磨削精度的影响不同。应用双参数包络理论建立了蜗杆砂轮展成磨削的数学模型,分析了齿面的啮合迹线分布规律。通过含蜗杆砂轮位置误差的齿面偏差计算模型计算齿轮的端面廓形误差。通过对比分析得到齿廓偏差、齿厚偏差与砂轮位置变化规律,为分析展成磨齿误差来源和提高蜗杆砂轮展成磨齿精度提供了理论依据。

某雷达天线倒伏举升机构设计与分析

某型车载雷达天线在工作及运输状态下需切换不同姿态。通过分析该型雷达不同状态下的具体功能需求,设计了一种采用三点布局方式的新型倒伏举升机构,可有效满足该型雷达高机动性作战需求。其中倒伏机构采用现有型号电动缸;举升机构采用缸筒一体集成设计,结构紧凑,传动采用蜗轮蜗杆及机械式二级同步滚珠丝杠组合形式,其同步性、稳定性均优于传统液压传动及电控同步方式。在满足高刚度、高强度要求的同时,可有效实现机构的小型化及轻量化。随后进一步利用NX进行系统动力学仿真及有限元仿真,以验证机构设计的合理性。最后通过试验验证了该倒伏举升机构结构设计的正确性及实用性。

基于扇形同心环模型的蜗杆磨修整滚轮CVD匹配分析

齿轮作为重大装备的核心基础部件,其齿面精度最终靠磨齿工序保证。电镀蜗杆磨修整滚轮作为磨齿工序用蜗杆砂轮修整不可或缺的精密加工工具,间接决定了齿轮的加工质量以及制造成本。但电镀蜗杆磨修整滚轮的齿形呈三角形结构,其齿顶磨粒附着难度大、修整状况恶劣,且齿顶相比齿侧提前失效,造成滚轮提前报废。CVD齿顶增强技术作为当前修整滚轮制造的关键技术,可有效解决上述问题。借助扇形同心环模型,搭建电镀蜗杆磨修整滚轮的磨粒分布理论模型,采用赋值法对模型进行理论分析。结果表明:当CVD材料一定时,CVD的匹配数量主要决定于滚轮模数,并与滚轮模数呈一定的线型负相关关系;且与滚轮尖角圆弧有关,与滚轮压力角关系不大。通过白刚玉砂轮修整实验,发现理论模型与实际测试结果仅存在5%细微差距,可为滚轮返修保留修整余量,进而延长工具使用寿命,降低齿轮制造成本。

基于Solid Works的蜗轮蜗杆三维实体建模

主要论述了参数化特征建模技术和利用三维设计软件的自顶向下的装配体技术实现蜗轮的三维造型方法,对类似具有复杂曲面形状的零部件三维设计提供借鉴,在Solidworks环境下应用系列零件设计表以避免对不同尺寸蜗轮、蜗杆重复进行三维设计,并展望了参数化特征建模技术的优势和三维造型技术的应用前景。

新型涂层钢蜗杆副传动机理研究与传动性能评价

为解决青铜蜗轮耐磨性差、疲劳强度低等问题,将新型涂层技术应用到钢蜗轮传动中。开展蜗杆传动弹性啮合分析、蜗轮齿面磨损分析和轮齿稳态温度场仿真分析,建立材料特性与蜗杆副应力场、磨损特性及温度场之间的关系,提出评价蜗杆副材料啮合性能、耐磨性及抗胶合能力的方法。在20Cr钢表面制备了超微细磷酸锰转化涂层和硫化亚铁固体润滑涂层,在摩擦磨损试验机上对涂层标准试件的摩擦学性能进行了评价,在传动试验台上对两种涂层钢蜗杆副进行传动性能综合试验。结果表明:两种涂层均具有优良的减摩耐磨性能,涂层钢蜗杆副较之未涂层钢蜗杆副缩短了跑合时间,具有更高的传动效率和更优良的抗胶合能力。上述研究为实现蜗杆传动以钢蜗轮替代青铜蜗轮的目标打下了基础,具有一定的理论意义和工程实用价值。

基于SolidWorks的蜗轮蜗杆参数化设计

针对农业机械中常用的蜗轮蜗杆曲面复杂,在SolidWorks中三维建模效率低下的问题,建立其数学模型,通过录制宏、编辑宏的方法,获得参数化设计的源程序,使用VB编程语言添加窗体,对获得的源程序进行修改,实现了对SolidWorks的二次开发,并利用Microsoft Visual Studio制作绘图插件,实现了输入蜗轮蜗杆的基本参数,输出其三维模型的功能。同时,简化了蜗轮蜗杆的三维建模步骤,提高了设计效率,为现代农业机械的三维参数化设计提供了依据。

硬齿面TI蜗杆副的研制与试验研究

TI蜗杆传动由渐开线斜齿轮和其包络的环面蜗杆组成。按照有关TI蜗杆传动主要设计参数选择方法的研究结果,给出一对TI蜗杆传动副的具体设计参数,利用研制的砂轮修整器和专用磨头,在滚齿机上实现了TI蜗杆齿面的磨削加工,完成了钢-钢配对的硬齿面副TI蜗杆减速器的制造。采用两种常用的工业润滑油,开展了硬齿面副TI蜗杆传动性能试验,重点测试了蜗杆传动的输入输出转矩、油池温度、运转时间和箱体振动值,对蜗杆传动效率及其影响因素进行分析。结果表明,硬齿面副TI蜗杆减速器在较低的载荷下具有较好的机械传动性能,但随着载荷的增加,齿面间摩擦磨损加剧,传动稳定性下降,含极压添加剂的润滑油对硬齿面的TI蜗杆传动具有较好的润滑效果。

六轴数控蜗杆砂轮磨齿机磨削面齿轮的方法

建立六轴数控圆柱齿轮蜗杆砂轮磨齿机磨削面齿轮的理论模型。提出以初始设计蜗杆砂轮轴截面齿形为基本参数,并考虑齿廓抛物线修形来设计金刚滚轮,再用于修整椭球式蜗杆砂轮的方法。利用双参数啮合方程建立了面齿轮磨齿加工的齿面方程。齿面磨削仿真及轮齿接触分析表明,直接以蜗杆砂轮轴截面齿形作为金刚滚轮齿廓来修整砂轮,所磨削得到的面齿轮齿面压力角偏小,且传动误差为不连续的上凹形曲线。当给滚轮以抛物线修形设计之后,所磨削的面齿轮齿面偏差基本为负值,传动误差曲线为良好的连续上凸式抛物线形。承载接触分析表明新的设计可以减轻齿顶边缘接触,减小冲击振动。数值算例表明,采用该方法磨削加工的面齿轮可以获得较高的精度和良好的啮合性能,并给出了试验验证。

实用型平面双包络环面蜗杆传动的参数化建模

在环面蜗杆螺旋线参数方程的建模基础上,论证并分析构建了平面包络环面蜗杆产形齿的特征模型,按此模型在MDT6.0环境中实现了平面包络环面蜗杆的三维建模.进而又分析讨论了平面二次包络环面蜗轮的特征模型与实体构建,实现了“平面二次包络环面蜗杆传动的参数化建模”.该方法简洁实用,三维实体具有真实的运动型面,能为数控加工提供精确的坐标参数,也能为平面二次包络环面蜗杆传动的性能优化奠定良好的基础.

托森差速器的传动特性分析

介绍了托森差速器的工作原理和转矩分配原理,建立了托森差速器转矩分配的动力学模型,定性分析了锁紧系数和转矩比随输入转速比的变化规律。托森差速器充分利用了蜗轮蜗杆机构高内摩擦的特点,在输入不同转速比时,能自动调节锁紧系数和转矩比,提高了汽车的通过性和行驶平顺性。

磨削TI蜗杆的砂轮廓形

TI蜗杆由渐开线斜齿轮包络形成,与斜齿轮组成一种环面蜗杆传动。TI蜗杆传动推广应用的关键制造技术是解决蜗杆齿面的精确磨削问题,即确定出与磨削方法相对应的砂轮廓形。分析TI蜗杆传动运动关系和TI蜗杆产形面特点,将对TI蜗杆的磨削转化为成形砂轮磨削渐开线螺旋面的问题。依据齿轮啮合理论,推导出砂轮磨削渐开线螺旋面的啮合方程,依此得到精确磨削TI蜗杆的砂轮轴断面廓形。