弧线齿面齿轮的根切与变尖研究

采用了假想产形齿轮与弧线齿圆柱齿轮和弧线齿面齿轮同时共轭啮合的展成法加工,根据啮合原理、微分几何及几何学原理,建立了面齿轮非根切的条件和面齿轮避免尖顶的几何模型,采用Matlab自主编程得到弧线齿面齿轮的三维模型,得到面齿轮不产生根切条件下的最小内半径和不变尖条件下最大外半径。采用多轴联动数控机床加工弧线齿面齿轮,加工实例证实了三维模型与齿宽设计为数控加工提供了精准的数据依据,保证了展成法加工弧线齿面齿轮的精确性,为齿面接触应力、齿根弯曲应力及动力学分析提供了理论基础,从而为实验研究和实际应用提供了系统的理论指导。

基于MATLAB的航空圆弧齿面齿轮的多目标优化设计

基于航空圆弧齿面齿轮的啮合理论,建立了优化设计的目标函数,寻找到了对目标函数构成约束的约束条件。应用线形加权法把目标函数转化为评价函数的基础上,利用MATLAB优化设计工具箱进行了多目标优化设计。

圆弧齿面齿轮的动力学模态分析

基于齿轮啮合理论和Pro-e软件建立了动力学模态分析的三齿模型,然后应用ANSYS软件进行了动力学模态分析,通过分析从而得到了航空圆弧齿面齿轮的近似固有频率和主振形,为避免传动中出现共振现象提供了依据。

非正交弧线齿面齿轮齿面设计及可视化

设计了一种新型非正交弧线齿面齿轮,其以弧线齿圆柱齿轮为假想刀具,包络展成面齿轮工作齿面及过渡曲面,并在Matlab中得到面齿轮的数学模型,推导出非正交弧线齿面齿轮全齿面齿面方程,并通过Matlab编程实现了齿面可视化,为后续对非正交弧线齿面齿轮的研究奠定了理论基础。

基于Pro-E的航空弧齿面齿轮的三维实体仿真研究

基于啮合原理和微分几何的理论,推导了航空弧齿面齿轮啮合传动的齿面方程;通过对齿面方程的计算并利用Pro-E的造型功能,首先建立了该面齿轮的单齿模型,然后在单齿模型的基础上生成了整体模型。

齿廓为双圆弧齿面齿轮的三维实体的实现

为了建立齿廓为双圆弧齿面齿轮的三维模型,在建立刀具、面齿轮坐标系和坐标变换矩阵的基础上,利用微分几何和齿轮啮合原理推导了该面齿轮的齿面方程。根据此齿面方程利用Pro/E软件仿真建立了三维实体模型,三维实体模型的成功建立也进一步验证了齿面方程公式的正确性。

基于Matlab的正交圆弧齿面齿轮啮合分析

基于啮合原理和微分几何的理论,推导出了正交圆弧齿面齿轮啮合传动的齿面方程和啮合轨迹方程,通过对啮合轨迹方程的仿真研究,得出了影响正交圆弧齿面齿轮啮合轨迹的主要参数为基本齿廓上任意点的压力角和各段圆弧中心到法面齿形任一点的距离。

偏置正交弧线齿面齿轮的齿面设计及实体建模

提出了一种新型的偏置正交面齿轮。以弧线齿圆柱齿轮作为假想刀具,并对其施加一定偏置距离,用包络法展成偏置正交弧线齿面齿轮。根据微分几何和齿轮啮合原理,推导了偏置面齿轮的齿面方程,并在Matlab中建立了工作齿面及过渡曲面的数学模型。以此模型为基础,施加了两种不同的偏置距离,通过分析方程组与对比齿面模型可知,偏置距离对齿形的影响主要体现在齿高上,而齿宽和齿厚上的改变则不明显。最后,通过导出齿面点集,在Catia零件设计平台实现了偏置正交弧线齿面齿轮的实体建模,为后续对该类齿形的啮合分析、弯曲强度等研究奠定了基础。

弧齿直齿轮和斜齿轮啮合的数学建模及实体造型的实现

弧齿直斜齿为一种新型齿轮传动,因此该齿轮传动的啮合特性分析非常必要也非常重要,它可以为后续的研究提供理论基础。基于齿轮啮合原理和微分几何的理论,推导出了弧齿直齿轮和斜齿轮传动的齿面方程,通过解该齿面方程,得出了弧齿直齿轮和斜齿轮的齿面点阵,把此点阵导入Pro/E,通过Pro/E中的实体造型方法实现了弧齿直齿轮和斜齿轮的实体造型,也进一步验证了弧齿直齿传动的理论可行性。

磨削硬齿面插齿刀波形前刀面用凸轮设计、制造方法

锥基波形前刀面硬齿面插齿刀是一种硬齿面插齿刀的新构形刀具 ,其前刀面为非圆弧曲面。在建立了加工该前刀面用凸轮理论廓线方程的基础上 ,用最小二乘法对该廓线进行了圆弧拟合加工仿真 ,并进行了加工试验。试验结果表明 ,用该方法加工的锥基波形前刀面硬齿面插齿刀接近AA级标准。

高硬齿面双圆弧齿轮滚刀的铲磨研究

从双圆弧齿轮滚刀基本蜗杆齿面方程出发,推导出直沟负前角滚刀的前刀面齿形公式,再根据啮合原理和铲磨运动时滚刀与砂轮的关系求出铲磨滚刀的砂轮轴向截形,并给出了具体算例。

正交弧线齿面齿轮修形研究及顶尖分析

以弧线齿圆柱齿轮作为假想刀具,用包络法展成正交弧线齿面齿轮。根据微分几何计算和齿轮啮合原理,推导了弧线齿圆柱齿轮及面齿轮的齿面方程。再基于Matlab平台建立工作齿面及过渡曲面的数学模型,通过改变弧齿圆柱齿轮轮齿的凹齿面半径对面齿轮进行修形,对比分析修形前后面齿轮齿厚和齿宽的变化情况以及对接触迹线的影响。最后,通过导出修形前后面齿轮的齿面点集,在CATIA零件设计中进行实体建模。得出结论,增大弧齿圆柱齿轮凹侧齿线半径会增大面齿轮的外径,同时,面齿轮的齿顶变尖现象会发生变化,即面齿轮外径处的齿厚逐渐增大,接触迹线基本不发生变化。为后续研究面齿轮的偏载特性奠定了基础。

硬齿面双圆弧齿轮滚刀的齿面方程及二次刀具廓形设计

论述了硬齿面双圆弧齿轮滚刀的结构特点 ,从双圆弧齿轮滚刀的基本蜗杆齿面方程出发 ,利用啮合原理推导出具有直沟负前角的滚刀的前刀面齿形计算公式和铲齿齿背的曲面方程 ;再利用齿背曲面和铲磨运动的关系求出铲磨滚刀的砂轮轴向截面廓形 ,并给出了负前角双圆弧滚刀铲磨砂轮截面的具体算例。

面齿轮传动研究进展

结合国外的面齿轮研究动态,从啮合理论、动力学特性、设计改进、加工制造、疲劳寿命及误差测量等方面对国内正交渐开线齿廓面齿轮的研究进展做了详细介绍。概述了国内在新型面齿轮方面的研究现状,并提出圆弧齿廓面齿轮传动。最后,结合"中国制造2025"展望了面齿轮今后的研究方向和重点。

齿根过渡曲面对正交面齿轮弯曲强度影响

为更加真实有效地分析正交面齿轮弯曲强度,本文推导了正交面齿轮齿面方程及齿根过渡曲面方程,构建了正交面齿轮的全部齿廓,并利用Pro/E软件分别生成了两种全齿廓正交面齿轮三维实体模型。基于内切抛物线理论分析论证了正交面齿轮的最大弯曲应力位置是在沿齿高方向齿面的上半部分而非齿根处。利用ANSYS软件分别对齿顶圆角和齿顶尖角插齿刀所切制的两种面齿轮三齿模型进行了弯曲强度分析。研究结果表明,齿顶圆角插齿刀所切制的齿根过渡曲面提高了正交面齿轮的弯曲强度。

单圆弧齿廓面齿轮齿面的生成

旨在解决单圆弧齿廓面齿轮造型难的问题,提出一种高效精确的建模方法。以范成加工原理为理论依据,布尔运算为主要实现方法,精确建立刀具齿轮模型,再运用三维建模CATIA软件二次开发技术,编写VBA宏程序完成刀具齿轮包络运动过程中切割面齿轮毛坯,生成单圆弧齿廓面齿轮齿面。该方法类似插齿加工面齿轮,不同在于刀具只做公转和自转的包络成形运动,成形的齿面精度可控且可靠。在理论模型上再现了刀具迹线,为单圆弧齿廓面齿轮的加工和研究提供了模型参照。

正交弧线齿面齿轮传动的啮合接触分析

根据正交弧线齿面齿轮啮合原理,推导弧线齿面齿轮的齿面方程,通过Matlab实现齿面可视化,在面齿轮展成坐标系下,研究了面齿轮啮合过程中的齿面接触特性。在不考虑误差影响的点接触正交面齿轮传动接触特性分析中,提出了一种求解面齿轮齿面啮合点的方法,以方程推导联合齿面接触轨迹仿真实现了面齿轮齿面啮合轨迹的可视化;得出了圆柱齿轮和正交面齿轮接触点处主曲率的变化规律,并对接触斑点进行了可视化仿真;推导了正交弧线齿面齿轮上接触特性方程;得到了接触特性的变化规律,并结合赫兹弹性接触力学理论,分析了面齿轮啮合点的接触区域和应力情况。

内啮合双圆弧摆线锥齿轮齿面建模与啮合特性仿真

针对斜航线式双圆弧内啮合锥齿轮副齿面难以高效加工的问题,提出一种端面滚切加工外锥齿轮,进而基于外锥齿轮的平面产形轮产成内锥齿轮的齿面设计方法.首先,以双圆弧齿形作为切削刀刃的基本齿廓,基于端面滚切方法建立双圆弧锥齿轮的平面产形轮.其次,根据平面产形轮与双圆弧内、外锥齿轮的展成运动关系,建立内、外锥齿轮的齿面方程.再次,通过精确求解齿面数据生成齿面“点云”,建立双圆弧锥齿轮副三维实体模型.最后,运用ANSYS仿真内啮合双圆弧锥齿轮副的啮合特性.实验结果表明:基于本方法生成的内啮合双圆弧锥齿轮工作齿面接触良好,可以实现正确啮合传动.当前研究可为内啮合双圆弧锥齿轮的高效加工提供理论依据.

圆弧齿廓面齿轮齿顶尖化研究

综合圆弧齿轮和面齿轮诸多优点提出圆弧齿廓面齿轮传动。为推进该面齿轮的加工应用,需确定面齿轮毛坯尺寸。运用包络成形理论,推导圆弧齿廓面齿轮齿面方程,在MATLAB中实现轮廓可视化,并得出该面齿轮齿顶在径向有两处尖化。确立齿顶尖化条件,根据数值计算分析影响面齿轮齿顶尖化处半径值的因素。提出以螺旋角为0°的特例,通过最小二乘法拟合齿顶尖化处内径和外径近似方程。最后,通过仿真实验,证明了理论计算和近似方程的可行性。

圆弧齿廓面齿轮根切研究

针对圆弧齿廓面齿轮在加工过程中易发生根切现象,采用理论分析、数值计算与仿真实验相结合的方法研究该面齿轮不产生根切的最小内半径。首先确立刀具齿轮齿面方程,进而由刀具与圆弧齿廓面齿轮互为包络成形理论推导出面齿轮的工作齿面及过渡曲面方程。然后根据圆弧齿廓面齿轮不产生根切条件理论,通过MATLAB软件进行数值计算。将计算出的结果与仿真实验得到的结果相比对,验证了所求圆弧齿廓面齿轮不发生根切时的最小半径值的正确性。