弧齿锥齿轮齿面啮合点的搜索策略研究

研究了弧齿锥齿轮啮合点的数值求解方法。以计算结果、精度和速度为指标 ,比较了几种齿面啮合点搜索方法的优劣 ,得到一种综合搜索方法。数值计算结果表明 。

曲线齿锥齿轮点啮合齿面主动控制加工技术

与传统的摇台型锥齿轮机床相比,Free-form型锥齿轮机床具有能够更加有效地加工出性能更好的齿面的潜力。介绍了一种基于Free-form型机床切齿加工理论的点啮合齿面制造技术,提供了Free-form型机床3轴联动切齿加工基本方程及详细的计算公式。直接以工件齿轮的转角为运动参数,将机床其他各轴的运动表达为工件齿轮转角的函数,阐明了机床运动函数及其他机床切齿参数的确定方法。最后,给出了一个实例来说明所介绍的技术及方法。

点啮合齿面CNC制造技术的曲面包络逼近法

提出一种在Free-Form型五轴联动数控机床上加工具有预定齿面啮合特性的点啮合准双曲面齿轮齿面的新方法——曲面包络逼近法。与以往的齿面加工方法不同,在新的齿面展成方法中,齿面展成运动是在沿预定接触迹线的曲面活动标架下设计的。该方法展成的齿面在指定的接触迹线附近与目标齿面有二阶切触,而在齿面的其他区域,该方法展成的齿面能以最小偏差逼近预定的齿面,这表明新方法能展成具有预定啮合特性的齿面。实例说明了所提出方法的可行性和精确性。

成形法大轮准双曲面齿轮传动点啮合齿面主动设计与理论检验

建立了准双曲面齿轮传动成形法大轮齿面的数学模型,该数学模型不包含机床调整参数,仅与齿轮和加工刀盘的几何结构参数有关。在大轮轴截面内描述空间齿面啮合的接触点迹线,根据点啮合齿面主动设计原理和方法,得到了成形法大轮准双曲面齿轮传动点啮合齿面主动设计的计算公式。提出了一种检验点啮合齿面主动设计过程和结果正确性的理论方法,并提供了用于检验的计算公式。最后,给出了一个成形法大轮准双曲面齿轮传动点啮合齿面主动设计与理论检验的算例。

展成法大轮准双曲面齿轮点啮合齿面主动设计

为准双曲面齿轮传动点啮合齿面主动设计建立通用的技术平台对于方便点啮合齿面主动设计的实际应用和更加深入的锥齿轮技术研究都是一项重要的基础工作。基于三轴联动锥齿轮机床建立准双曲面齿轮展成法大轮齿面的通用数学模型。根据点啮合齿面主动设计的原理和方法,在大轮轴截面内描述空间齿面啮合的接触点迹线,推导得到了展成法大轮点啮合齿面主动设计所需要的具体计算公式。这些公式可用于不同展成型式的展成法大轮点啮合齿面主动设计。最后,给出了一个展成法大轮准双曲面齿轮传动点啮合齿面主动设计的算例。

基于预定啮合特性的点啮合齿轮的CNC制造技术研究

针对当前螺旋锥齿轮技术不能充分利用数控机床的万能运动功能,保证点啮合齿面在整个传动过程中获得预定的啮合特性这一不足,论述经典齿轮啮合模型的一个反问题的数值解法:由给定加工刀具和加工目标齿面的几何结构确定加工刀具相对工件运动的齿面啮合问题的数值逼近方法——曲面的包络逼近原理。提出一种在Free-form型五轴联动数控机床上按预定齿面结构要求加工点啮合齿面的新方法,与以往介绍的加工方法不同,新方法加工的齿面与加工目标齿面沿预定的接触迹线具有二阶切触,完全满足设计所要求的预定的点啮合齿面的啮合特性,而在齿面的其他区域,该方法展成的齿面能以最小偏差逼近加工目标齿面。最后,以一个实例说明所提出方法的可行性和精确性。

基于预定啮合特性的点啮合齿面设计方法

针对格里森螺旋锥齿轮齿面设计方法无法在整个齿面接触传动过程中有效控制齿面啮合特性的不足,论述一种按预定的啮合特性设计点啮合齿面的理论和方法:啮合齿面的接触迹线上每一点的几何结构按预定的齿面啮合特性要求设计,而与特定的机床结构参数无关.啮合点的二阶接触参数通过弹性齿轮副的载荷-变形效应条件,而不是接触区的位置、大小和形状来设计.实例计算和分析表明本文的点啮合齿面设计方法是格里森齿面设计方法在数控技术条件下的发展和完善.

基于曲面包络逼近原理的点啮合齿面整体设计方法

基于曲面活动标架理论,提出了点啮合齿面整体设计的曲面包络逼近方法:以第一齿面包络特征线为样条曲线,以第二齿面沿接触点迹线的齿面局部结构作为曲面插值条件,通过第一齿面运动不变量描述的运动变换,构造完全由第一齿面的运动不变量描述的第一齿面共轭运动空间作为第二齿面整体优化设计空间,确保齿面设计方法的可全局优化性和可加工性。根据点啮合齿面加载接触实验数据,以空载啮合时两齿面间隙作为预测和控制重载情况下的接触区形状和大小的设计目标参数,建立点啮合齿面整体优化设计的变分不等式模型。与以往点啮合齿面设计和齿面接触分析(TCA)方法相比,该齿面设计方法摆脱了以往齿面接触分析(TCA)中以特定机床加工参数作为齿面重构参数而给齿面优化设计带来的不必要的限制,能在满足预定的加载的啮合特性要求的同时,确保齿面能用盘铣刀通过多轴联动数控加工方法以展成法加工。仿真实例计算和分析表明:本齿面设计方法能形成完整的弧齿锥齿轮齿面,该齿面在满载啮合时,重合度达到2.122,传动误差幅值降低至0.063°,具有优良的加载啮合特性。

基于局部共轭法的螺旋锥齿轮接触区规划求解方法研究

根据现有的齿面接触分析(TCA)基本思想,通过分析以局部共轭原理为基础的螺旋锥齿轮的点啮合齿面设计模型,提出了齿面接触区求解的一种新算法:基于齿轮啮合原理和Enler-Rodrigues公式,计算齿面的三维空间啮合点位置,并将三维齿面啮合点投影到齿轮二维轴截面中,再划定接触点搜索区域,利用Newton-Raphson法求出由所有接触点构成的接触迹;以接触迹为整个接触区域的长轴、瞬时接触椭圆长轴为短轴的基本思路,指定接触迹为搜索梯度方向,确定每一个瞬时接触椭圆长轴大小从而判定接触区的大小、形状和位置。采用一对弧齿锥齿轮为例,并编写TCA程序,验证了此方法的可行性,为齿面的局部修形以及后续的齿面承载接触分析(LTCA)提供了理论基础。