基于共轭修形的大模数摆线齿锥齿轮齿面建模及承载性能分析

针对大模数摆线齿锥齿轮在专用铣齿机上难以加工的问题,提出一种面向加工中心的摆线齿锥齿轮齿面模型构建方法。基于摆线齿锥齿轮加工原理,根据刀具与大轮之间的几何位置关系,建立大轮切齿参数计算方法;根据大轮切齿加工数学模型,推导大轮理论齿面,并通过齿面离散方法获得大轮数值齿面;基于齿轮啮合数学模型推导出与大轮完全共轭的小轮齿面,通过在完全共轭小轮齿面法线方向上构建二阶修形差曲面并进行叠加,获得与大轮齿面呈局部共轭的小轮数值齿面。最后,建立有限元齿面加载接触分析流程,以一对矿用减速器大模数摆线齿锥齿轮副为例,利用ABAQUS软件进行齿轮三维建模和有限元加载接触仿真。结果表明:在实际加载工况下,通过共轭修形构建的小轮齿面与大轮齿面呈局部内对角接触,并且加载接触区受啮合错位影响在大轮齿面内部移动,未脱离齿面产生边缘接触,齿面接触区满足工程需要。仿真结果验证了共轭齿面修形建模方法的可行性。

格里森制摆线齿锥齿轮齿面失配分析与轮齿接触仿真

为了能够对格里森制摆线齿锥齿轮啮合性能进行综合评判,提出集齿面失配分析、齿面接触仿真和齿面加载接触仿真于一体的系统性评价方法。构建刀盘数学模型和刀倾法切齿加工数学模型,获得理论齿面。研究与大轮齿面完全共轭的小轮基准齿面及齿面Ease off拓扑计算方法。在此基础上,基于齿轮啮合数学模型,研究齿面接触分析解析计算方法,构建齿面加载接触分析有限元仿真流程。最后以一对格里森制摆线齿锥齿轮为例进行了齿面失配分析和轮齿接触仿真,算例仿真结果与格里森软件一致,验证了齿面接触仿真算法的正确性,同时也表明采用有限元方法进行齿面加载接触分析在啮合性能评价方面具有较大的直观性。

摆线锥齿轮CAD及切齿调整计算软件开发

为了实现Kelingelnberg摆线锥齿轮几何设计及机床设置参数计算的软件化集成,利用Visual Basic 6.0编程语言和AutoCAD 2004开发了摆线锥齿轮CAD及切齿调整参数计算软件.该软件可完成摆线锥齿轮的几何设计、强度校核、切齿调整计算、数据输出、齿轮图形参数化绘制以及齿轮实体的参数化建模等工作.实例表明,该软件系统的运算结果可用于Kelingelnberg摆线锥齿轮的工程设计及切齿加工.

Klingelnberg摆线锥齿轮接触分析与预报仿真

研究了克林根贝尔格摆线锥齿轮的接触分析和预报，基于克林根贝尔格摆线锥齿轮的齿面矢量方程，按照齿轮啮合原理，采用矢量分析的方法，建立了克林根贝尔格锥齿轮对滚模型，推导出了轮齿接触区预报公式，并进行了计算机仿真验证，能够模拟齿轮的接触区和运动误差曲线，实现接触区预报仿真，为加载接触分析与强度分析打下基础·

Klingelnberg摆线锥齿轮轮齿几何分析

Ｋｌｉｎｇｅｌｎｂｅｒｇ 摆线锥齿轮轮齿几何分析是研究其啮合理论及应用技术的重要基础·基于工件及刀具的相对运动关系，按照齿轮啮合原理，采用回转矢量的方法，推导了工作齿面方程，根据等距共轭曲面原理，推导了齿根过渡曲面方程；并进行了计算机仿真验证，绘出了相应齿面，完成轮齿几何分析·

摆线齿锥齿轮齿面修形仿真及高阶传动误差设计

以全展成法加工的摆线齿锥齿轮为研究对象,以获得中部较平坦的高阶传动误差曲线为目标,提出了一种齿廓修形方法,即将刀廓曲线设计为四阶曲线,而不改变切齿过程中产形运动关系,在传统的机械摇台式机床上即可实现齿廓修形。利用优化算法对修形齿面进行了数值计算,并进行了齿面修形数值仿真。在建立摆线齿锥齿轮啮合数学模型的基础上,对修形齿面进行了齿面接触分析。算例分析表明,通过合理选取各阶修形系数可以获得高阶传动误差曲线和所需的齿面接触印痕。与传统的抛物线形状传动误差相比,高阶传动误差曲线幅值小,转换点处两切线夹角大,能有效减少齿轮副在轻载运行下的振动和冲击、降低噪声。

延伸外摆线锥齿轮的成形原理及齿面结构研究

用全新的观点诠释了延伸外摆线锥齿轮的齿面成形原理 ,并由此推导了刀刃在工件上的轨迹曲面 (族 )的统一表达形式 .论述了在Free form型铣齿机上加工延伸外摆线锥齿轮的实现方式 .分析了Free form型铣齿机上用成形法加工延伸外摆线锥齿轮时的齿面微分几何结构 .通过刀刃长度和刀盘转角实现了齿面参数化 。

摆线齿锥齿轮铣齿机的运动及加工仿真研究

通过分析机械式摆线齿锥齿轮铣齿机的传动系统结构,推导了摆线齿锥齿轮加工时刀盘、摇台、产形轮及工件之间的相对运动关系,进而总结出摆线齿锥齿轮铣齿机各部分运动控制的一般规律;运用这一规律,在VERICUT数控加工仿真软件构建了摆线齿锥齿轮的加工仿真平台,实现了某摆线齿锥齿轮副小轮的加工仿真。

克林贝格摆线齿锥齿轮齿面方程及图形仿真

介绍了平面产形轮及其延伸外摆线齿形的形成过程,根据铣齿过程中刀盘、产形轮和被加工轮坯的相对位置和运动关系,建立了切齿啮合坐标系,推导了产形轮的齿面方程;利用切齿啮合关系和空间啮合原理推导了摆线齿锥齿轮的齿面方程,并用计算机绘制了产形轮和锥齿轮齿面的三维图形。

摆线锥齿轮边缘接触分析与仿真研究

基于摆线齿锥齿轮轻载接触分析及对滚模型 ,针对齿轮副齿顶接触和齿端接触情况 ,建立起Klingelnberg摆线锥齿轮副的边缘接触分析方法 ,采用三元Newton -Raphson法 ,可以仿真求解齿轮传动时的边缘接触区、运动误差曲线 ,为完善接触分析以及优化此类接触情况提供了基础 ,并进行了仿真实例计算。

奥利康摆线齿锥齿轮铣刀盘几何结构研究

分析了奥利康摆线齿锥齿轮铣刀盘的几何结构,研究了刀齿切削刃在铣刀盘坐标系中的表示,通过坐标变换得到了刀齿在刀柄坐标系中的矢量函数。以左旋小轮切齿加工精切内刀为例构建了刀齿的几何模型。本文对研究开发摆线齿锥齿轮铣刀盘刀齿加工技术具有指导意义。

曲面积分与局部有限元联合求解摆线锥齿轮非线性振动特性

针对重载啮合中动态传递误差所导致的非线性振动问题,以及如何准确预测和计算等摆线锥齿轮传动中的动态传递误差进一步改善这类齿轮系统振动特性,研究了在一定的运行速度和扭矩范围内摆线锥齿轮的动态响应特性,对摆线锥齿轮非线性振动特性提出了一种新的曲面积分与局部有限元联合求解方法,这种方法可以精确表达轮齿几何及轮齿接触力等对齿轮动力学性能有关键影响的因素;此外,所提出的方法无需将静态传递误差、时变拟合刚度和啮合频率变量等非线性因素作为外部的激励进行求解,而是从齿轮啮合的每一时步计算动态接触力以及动态传递误差,最终得出摆线锥齿轮的非线性振动特性,采用本方法可以较好地改善摆线锥齿轮的振动特性.

克林贝格摆线齿锥齿轮基于整体刀盘的切齿加工

为了在国产数控弧齿锥齿轮铣齿机上加工克林贝格摆线齿锥齿轮,对采用整体刀盘加工摆线齿锥齿轮的方法进行了研究。基于摆线齿锥齿轮的切齿加工原理,提出了大轮采用双面法加工,小轮采用单面法加工的切齿方法。参考分体刀盘的结构参数,提出了整体刀盘的刀盘体以及刀齿的设计方法。建立了一种根据相啮合齿面间齿长曲率关系,运用迭代算法确定刀盘半径修正量的方法。根据切齿加工原理以及齿轮啮合原理,给出了基于整体刀盘切齿加工摆线齿锥齿轮的机床调整参数和刀盘参数的计算公式。在国产五轴联动数控弧齿锥齿轮铣齿机上,利用整体刀盘进行了切齿加工实验,通过对齿轮副的啮合滚动检验,验证了采用整体刀盘加工克林贝格摆线齿锥齿轮的切齿加工原理及切齿方法的正确性及可行性。

摆线锥齿轮小轮粗切优化与仿真

介绍了一种用端面铣削法展成粗切摆线锥齿轮小轮的方法。根据展成加工中端面铣削法和端面滚切法的特点建立了统一的数学模型,采用端面铣削法数控加工时各轴运动的表达式实现了高阶泰勒展开,并对各项式系数进行了计算。以减小齿面偏差为目标,基于对运动多项式系数的优化建立了目标函数,编制了优化计算程序。基于上述理论基础,引入算例对粗精切齿面偏差展开了理论分析,最后完成了齿轮的虚拟加工。结果表明了展成粗切加工摆线锥齿轮理论的可行性和正确性。

摆线齿锥齿轮加工调整计算及程序开发

基于螺旋锥齿轮传动的啮合理论,阐述了摆线齿锥齿轮切齿原理及机床加工调整参数的计算,运用VB开发了摆线齿锥齿轮的几何参数计算和加工调整参数计算程序模块。其操作简便,计算速度快,对摆线齿锥齿轮的设计和加工具有一定的现实意义。

摆线锥齿轮机床调整参数对啮合性能作用分析

基于克林根贝尔格 (Klingelnberg)摆线锥齿轮的对滚模型 ,利用轮齿接触区预报公式 ,对几个重要的机床调整参数关于啮合性能的作用敏感性进行定量分析 。

Free-Form机床展成延伸外摆线锥齿轮的齿面几何研究

为了解决直接求解展成法加工中存在的复杂双参数包络问题时的困难 ,提出通过数学变换 ,将此包络问题转化为假想平面产形轮与工件之间的展成问题来进行研究 .推导了假想产形面的方程和各阶偏导矢 ,于是可获得产形面的微分几何参数 .通过分析假想平面产形轮与工件之间的展成运动 ,即可得到被展成齿面上任意指定点的全部一至三阶微分几何参数 .

摆线齿锥齿轮加工中相关检验新方法

摆线齿锥齿轮可通过硬齿面刮削消除热处理变形,具有加工效率高、模数大、齿面硬的特点,所以非常适用于大型煤矿、冶金、运输等重型机械设备,针对大型摆线齿锥齿轮的生产实际提出并阐述了以更加直观和准确的实体建模方式对可能发生的刀盘干涉、齿面刮伤、槽底留埂、小齿轮根切或齿顶变尖进行检验。

摆线齿锥齿轮齿面预定位置啮合接触分析算法

为了能够全面掌握齿面接触质量及便于接触区调整,基于摆线齿锥齿轮刀倾全展成加工方法,对齿面任意预定位置啮合接触分析进行了研究。分析了切齿加工运动,根据刀盘、摇台与工件之间的相互位置和运动关系,建立了刀倾法切齿加工数学模型,推导出理论齿面方程。建立了含轴向位置变量的齿面滚检数学模型,推导出啮合接触分析简化算法,给出了接触椭圆求解方法,在此基础上给出了齿面预定位置啮合分析计算流程。最后以一对摆线齿锥齿轮副为例进行了齿面不同预定位置的啮合分析,仿真结果与滚检结果一致,验证了啮合接触分析算法的有效性。

Klingelnberg摆线锥齿轮运动优化与仿真

基于克林根贝尔格 (Klingelnberg)摆线锥齿轮的对滚模型 ,利用轮齿接触区预报公式 ,根据复合形法寻优原理建立了运动优化方法 ,并进行了实例仿真验证·在优化数学模型中 ,以齿轮运动误差最小为目标函数 ,以刀盘压力角、刀盘装定角和刀盘工作半径等 3个对啮合性能有敏感影响的机床工艺调整参数为设计变量·优化后的运动误差值比优化前有较大的减小·该方法可以快速有效地确定具有良好啮合性能的一组机床工艺参数·