用车刀铣削中心发散圆环端面锐根齿技术

国内外对中心发散圆环端面齿加工方法的研究不多,对于采用车刀铣削中心发散圆环端面锐根齿的研究更是少之又少。针对线切割、滚齿和铣削等背景技术的不足,通过采取内孔车刀铣削端面齿加工工艺的方式,实现了端面锐根齿的有效加工,解决了端面锐根齿难以铣削成形、根部锐角的铣削清角和齿根的准确成形问题。利用多角度任意形状端面锐根齿通用加工工艺,实现了用两把35°内孔车刀解决35°及以上角度的多角度、任意形状端面锐根齿的通用加工问题,并且保证了中心发散圆环端面锐根齿的精确加工。

车刀铣削中心发散圆环端面锐根齿技术

国内外对中心发散圆环端面齿加工方法的研究不多,对于车刀铣削中心发散圆环端面锐根齿的研究更是没有提及。分析线切割、滚齿、铣削等背景技术的不足,通过采取内孔车刀铣削端面齿加工工艺,实现了端面锐根齿的有效加工,解决了端面锐根齿难以铣削成形、根部锐角的铣削清角和齿根准确成形问题;采取多角度任意形状端面锐根齿通用加工工艺,实现了一种两把35°内孔车刀解决35°及以上角度的多角度、任意形状端面锐根齿的通用加工问题,并且保证了中心发散圆环端面锐根齿的精确加工。

端面齿式剖分叉头加工方法研究

端面齿式剖分叉头具有结构复杂、端面齿重复定位精度高、承载扭矩大、易拆装的特点。此次依托某项目端面齿式剖分叉头进行制造加工方法研究,通过准确控制剖分面半圆盘端面齿加工精度和重复定位精度,成功完成了端面齿式剖分叉头的制造,且各项指标均满足设计要求。

端面齿的参数研究与加工

端面齿具有结构紧凑、自定心、重复装配定位精度高、易拆装、刚度大临界转速高等优点,广泛应用于加工中心、数控机床、测量仪器、离心压缩机、航空发动机、燃气轮机等设备上。然而,在相关的标准和机械加工手册中,只列出了一些具体的端面齿齿形数据,或给出的一些近似的计算公式,在齿数较多的情况下这些近似计算公式可以适用。随着端面齿应用领域的不断扩展,比如离心压缩机小型化等,需要使用较少齿数的端面齿以利于加工。这时候按这些近似公式计算设计的端面齿齿形偏差较大,加工得到的端面齿的接触精度难以满足使用需求,往往需要再进行研磨,极大地影响端面齿的加工效率。因此,需要一个精确的端面齿齿形计算公式,方便设计、加工出齿数较少的端面齿。该文通过对端面齿的几何结构进行深入的分析,推导得到一个端面齿齿形参数的精确计算公式,并利用SolidWorks进行三维建模验证了该齿形参数计算公式的正确性,最后采用德国哈默C22U五轴联动机床进行端面齿加工,验证加工方案的可行性。

拉杆转子端面齿刚度弱化对模态的影响及其验证

带有端面齿的中心拉杆式转子结构复杂,结构模化困难。在高速旋转状态下的各类受力改变了转子的接触状态,进而影响到接触界面的刚度特性。因此研究端面齿刚度弱化对转子模态特性的影响,并通过带有端面齿的中心拉杆结构的实验转子开展模态测试,验证了理论计算结果。研究成果可为今后的设计提供指导。

联轴器法兰端面齿的设计及有限元分析

提出了联轴器法兰锥形端面齿的几何尺寸设计方法,建立了端面齿及连接螺栓的强度校核公式,并进行了有限元分析验证。该方法能用于Ф500～Ф1 200 mm联轴器法兰端面齿的系列化一般设计,也可供小规格联轴器法兰端面齿作设计参考。

端面弧齿齿盘的齿面方程及齿面磨削加工仿真

介绍了端面弧齿齿盘的磨削加工原理,推导了凸、凹齿盘轮齿的齿面方程,并根据齿面的成形原理在AutoCAD的平台上采用VBA编程实现了凸、凹轮齿的加工仿真。基于文中建立的齿面方程及开发的仿真软件,可获得凸、凹齿盘轮齿的参数化齿形,实现齿面加工的图形仿真并绘制出齿盘的三维实体模型。

交错轴圆柱端面齿盘共轭齿面的数值计算方法

提出了一种简单且精确的端面齿盘齿面数值计算方法,可用简单的直线和平面曲面段变点的求取,来代替复杂的啮合方程、过渡曲线方程的推导和求解.该方法只需圆柱齿轮参数、偏置距和传动比,就可以同时完成共轭齿面和过渡曲面的精确计算,并得到圆柱齿轮和齿盘啮合的瞬时接触线.通过对瞬时接触线的图形显示和分析,该方法可以优化设计参数,将空间共轭曲面的求解转化为平面曲线的计算,无原理误差,且简明、易于实现.

燃机端面齿微动磨损分析及数值仿真

运用Archard磨损定律以及接触力学理论,研究了燃机端面齿楔形接触面在不同交变载荷力作用下接触面接触压力、接触宽度、间隙量、滑移量等接触特征参数随磨损过程的变化发展规律.结果表明,接触齿面的磨损是由于接触面间反复的相对滑动、磨损导致了接触面几何形貌以及接触压力的改变,这些因素又反过来影响磨损过程.各参数具有时间依赖性,并且之间存在不可分割的关系.将计算结果与试验结果进行比较,证明该计算模型具有有效性和合理性.

固定式端面弧齿联轴节的加工方法

为了在国产数控螺旋锥齿轮加工机床上实现端面弧齿联轴节的加工,对固定式端面弧齿联轴节的加工方法进行了研究。分析了端面弧齿联轴节的切齿原理和切齿方法,根据固定式端面弧齿联轴节的调整计算卡,建立了刀盘半径、刀齿顶宽、切削刃压力角、刀尖圆角半径的计算方法。基于端面弧齿联轴节的切齿原理以及国产数控螺旋锥齿轮加工机床的结构,建立了弧齿联轴节切齿加工机床调整参数的计算方法,给出了相关的计算公式并开发了端面弧齿联轴节设计、加工参数计算软件。在国产H350G型数控螺旋锥齿轮磨齿机上,基于软件计算得到的机床调整参数进行了实际的磨齿加工,通过实际的接触区检测和几何参数检测,验证了切齿加工参数计算方法的正确性。

燃机端面齿联轴器刚度特性参数化建模与实验

为研究刚度特性对重型燃机端面齿联轴器工作行为的影响,构建端面齿联轴器刚度分析参数化模型,对端面齿接触压力、扭转刚度、压缩变形等重要参数进行计算分析.采用有限元方法研究联轴器结构变形与刚度的变化规律.用实验装置对联轴器的变形和刚度进行了直接测试,刚度模型计算结果与有限元结果以及实验结果吻合较好.研究结果表明:螺栓预紧过程中端面齿及轮盘圆柱发生了不同程度的扭转,导致联轴器各部件刚度特性各有不同,其中端面齿压缩刚度随预紧力增大明显增大,而其它部件的刚度略微减小.由于扭转的存在,端面齿联轴器在变形、刚度变化规律、接触应力及接触状态等特征上有别于一般的联轴器.

重型燃气轮机端面弧齿动力学特性及动应力研究

采用动力学与静力学相结合的方法研究了端面弧齿工作时的动态应力,首先对端面弧齿接触区采用等效抗弯刚度模型,连续区采用传统模型进行转子动力学分析,再将动力学分析结果作为位移边界条件施加于静力学分析模型,研究端面弧齿的动应力变化规律。结果表明:端面弧齿的承扭能力与压力角有关,压力角越大,承扭能力越强,但压力角不宜过大,否则将降低传递效率;离心力作用下,不同位置端面弧齿应力在圆周上呈周期性波动,处于拉杆位置的端面弧齿齿面应力较小,处于中间位置的端面弧齿齿面应力较大,而齿根的应力波动与齿面相反;扭矩力作用下,端面弧齿承扭侧与非承扭侧产生了明显的应力差;弯曲力会破坏转子的周期对称性,由于转子轴心轨迹为椭圆,端面弧齿旋转一周将发生2次应力交变。

端面弧齿联轴节数字化闭环制造技术研究

针对端面弧齿联轴节因存在齿形误差造成着色样式不合格时,难以快速识别问题根源、难以进行工艺参数调整的问题,提出一种端面弧齿联轴节数字化闭环制造技术。基于其加工原理,建立了理论齿面数学模型,通过齿面离散化处理,计算了各点的空间坐标与法矢。基于齿面数学模型,建立了齿面齿形误差的修正方法。运用Tikhonov正则化和L曲线的方法求解线性方程组,可得到修正齿形误差的机床调整参数和砂轮参数的修正量。结果表明,数字化闭环制造技术能够精确识别不合格工件的问题根源,并给出相应的修正量,试验工件的最大齿形误差值由14.3μm修正到3μm,着色接触区检测满足检验标准。该技术有效提高了齿轮副齿面精度以及加工效率,实现了制造过程的数字化、智能化。

Phoenix Ⅱ干切数控铣齿机端面滚齿法数控加工模型

针对当前螺旋锥齿轮干切削机理认识不足而导致不能利用数控机床的干切削功能,设备的先进性得不到充分发挥的情况,分析了螺旋锥齿轮干切削机床——Phoenix Ⅱ数控铣齿机的结构模型并建立了2种机床的坐标系;在保持2种机床坐标系中刀具与工件具有相同的相对运动方向与相对位置的前提下,基于空间坐标变换原理,研究推导了Phoenix Ⅱ数控铣齿机端面滚齿法的数控加工模型。该数控加工模型是一种完全等效、无转换误差的显式转换模型。最后,通过实例计算得到了Phoenix Ⅱ 600HC数控铣齿机各个数控轴加工时的瞬时位置。

周向拉杆转子轮盘端面齿接触应力分析

轮盘端面齿具有刚度大、自对中性能,在重型燃气轮机拉杆转子连接和传扭中起到重要作用。基于某周向拉杆转子模型,从理论上分析轮盘端面齿连接段在预紧力和扭矩作用下的齿面应力,用冲压模型来模拟齿面接触应力分布,并采用三维有限元非线性接触算法,计算轮盘端面齿连接在额定预紧力和扭矩载荷下的应力分布,说明冲压模型的正确性,所得结论可为转子轮盘端面齿强度分析提供计算方法。

高精度端面齿设计与精加工研究

端面齿(鼠牙盘)具有力矩性能高、自动定心、重复精度高等特点,广泛应用在高档数控机床刀塔、回转工作台等部件之中。传统设计时采用手册中提供的近似设计方法设计端面齿,然后利用近似齿形做成盘铣刀,加工精度受到铣刀和分度头精度的限制。推导端面齿齿形的精确计算公式,并对国产数控立式磨床进行改造,为端面齿精加工提供了可行的方法。

应变能理论在端面齿连接段刚度的应用方法研究

端面齿应用在重型燃气轮机拉杆转子轮盘连接中是重要的传扭部件。对于特殊齿形结构的端面齿连接段刚度,很难通过传统工程方法得到。针对真实某型燃气轮机轮盘端面齿结构,提出端面齿连接段模化方法。基于有限元软件ANSYS,采用ANSYS ICEM建立三维周期对称有限元接触模型和整体模型,运用有限元方法和应变能理论,提出拉伸刚度修正系数和扭转刚度修正系数以表征端面齿不连续连接段刚度。考虑实际机组的运行工况,采用三维有限元计算在不同预紧力和扭矩下的应变能,得到拉伸刚度修正系数和扭转刚度修正系数。所得结论可为燃气轮机拉杆转子模化提供理论依据和方法。

基于Pro/ENGINEER的端面齿精确建模

端面齿设计的传统方法是采用手册中提供的近似设计方法,按传统的方法加工端面齿,需要把端面齿安装在分度头上,使用成形角度盘铣刀铣齿槽。加工精度受到铣刀精度和分度头精度的限制。若推导出端面齿齿形的精确计算公式,摒弃手册中提供的近似设计方法,利用Pro/ENG INEER软件,通过扫描混合的方法完成端面齿的三维参数化设计,从理论上保证齿形设计精度,为数控加工提供精确的模型。

端面齿冷锻成形有限元模拟

针对电动工具用端面齿,采用刚塑性有限元法对其冷锻成形过程进行了分析,获得了材料变形过程中的等效应力、等效应变和成形载荷的分布规律。根据模拟结果分析了金属流动规律。研究表明:法兰下端面和弧形齿下端角隅处是最难充填区域,该类零件的成形宜用冷锻成形工艺。

端面齿在低地板车辆驱动系统中的应用研究

本文介绍了端面齿在低地板车辆驱动系统中的应用,阐述了端面齿连接结构的特点及主要参数的选择,详细分析了端面齿的强度理论计算模型及端面齿的齿根强度和齿面接触强度计算方法。构建了端面齿的有限元模型并在ANSYS中对端面齿在电机启动工况和电机短路工况下进行应力计算和分析。