曲线齿轮的成型原理及啮合特性分析

尽管近几十年来齿轮的设计制造技术已经大大提高,但在实际应用中边缘接触、过载和侧隙等问题仍然存在。因此,研究性能更为优越的齿轮十分必要,作为一种新型齿轮,曲线齿轮不仅具有传统齿轮传动的特点,还具有很多优势:承载能力强、抗弯强度好等。对曲线齿轮的成型原理及啮合运动进行了研究分析,并借助UG GRIP语言实现了曲线齿轮理论模型的参数化造型,且分析得出了曲线齿轮副正确啮合的条件:Re≥Ri;进而为该齿轮的设计提供了必要的理论依据。

圆弧齿线圆柱齿轮参数化造型

根据圆弧齿线圆柱齿轮的轮齿特征和成型原理,利用SolidWorks建立理想圆弧齿线圆柱齿轮基本齿条的三维模型,通过模拟实际加工过程中该齿条与齿轮的啮合运动,借助VB实现了该齿轮的参数化几何造型,最后将造型过程做成插件集成于该软件环境中。该方法通过仿真加工过程实现圆弧齿线圆柱齿轮的三维造型,提高了圆弧齿线圆柱齿轮的精确度和建模效率,为该齿轮的运动仿真和数控加工以及有限元分析等奠定了基础。

基于UG的曲线齿圆柱齿轮的特征建模

曲线齿圆柱齿轮传动作为一种新型的齿轮传动,不仅继承了传统齿轮的优点,还有传动平稳、接触线长、加工工艺简单等优点。根据曲线齿圆柱齿轮的加工原理,提出基于齿轮齿条啮合原理的曲线齿圆柱齿轮的特征建模方法;同时以二次开发工具UG/Open GRIP编写程序实现曲线齿圆柱齿轮的仿真加工。建立的曲线齿圆柱齿轮的实体模型,可以进行曲线齿圆柱齿轮的模拟装配、干涉检验、运动仿真和有限元强度分析,为曲线齿圆柱齿轮的优化设计、制造和分析检验打下基础。

面向制造的弧齿圆柱齿轮建模及强度分析

在分析弧齿圆柱齿轮加工原理和数学建模的基础上,提出一种面向制造的弧齿圆柱齿轮建模新方法,解决长期以来弧齿圆柱齿轮3维造型和实际加工不一致的问题,保证后续分析、加工等工序的正确性。基于UG的二次开发,采用齿坯滚动进给、刀具旋转切削的方法,实现面向制造的弧齿圆柱齿轮的3维造型和快速原型制造,在此基础上深入分析刀具半径对弧齿圆柱齿轮的接触应力分布的影响,得出不同曲率下齿轮强度的变化规律。有限元分析结果表明同等条件下弧齿圆柱齿轮的接触强度较直齿轮有显著提高,其最大齿根应力仅为直齿圆柱齿轮的27%,弧齿圆柱齿轮齿根应力与弧齿线半径有明显的关系。此方法为弧齿圆柱齿轮在高速重载等工况下的工业应用提供理论依据和工程应用价值。

基于CDA和MoG-BBN的齿轮磨损状态识别研究

提出了基于混合高斯输出贝叶斯信念网络模型的齿轮磨损状态识别新方法,建立了变量消元算法和期望最大化算法相结合的模型推理算法,通过计算待识别磨损特征向量的概率值来确定齿轮磨损状态。针对期望最大化算法容易局部收敛的问题,对其进行了改进,使其更容易获得全局最优值。根据磨损特征之间的非线性关系这一特性,应用曲线距离分析方法对特征进行降维。最后,利用五种不同工况下的齿轮磨损实验数据对模型进行验证。结果表明,该模型可以有效地识别齿轮磨损状态,识别正确率可以达到99%,为齿轮箱的健康管理提供了科学依据。

曲线圆柱齿轮专用铣削加工装置设计

曲线圆柱齿轮是一种特种传动装置,其具有重合度大、无轴向力、易加工等特性,论文分析了其展成原理以及其常用的加工方法,并对单面加工和双面加工法两类加工方法进行了对比说明。对利用格里森刀盘加工曲线圆柱齿轮时的几何参数进行探讨。在分析铣削加工曲线圆柱齿轮范成运动的基础上提出了曲线圆柱齿轮专用铣削加工机床的总体设计方案与布局,并对范成加工曲线圆柱齿轮过程中各基本运动的具体实现作了详细的设计。所设计的机床能够实现加工曲线圆柱齿轮所需要的基本运动,具有较好的工程应用价值。

新型齿轮传动副建模及接触分析

在分析曲线齿圆柱齿轮加工原理基础上,提出一种面向制造的曲线齿圆柱齿轮建模新方法,基于UG的二次开发,采用齿坯滚动进给、刀具旋转切削的方法,实现面向制造的曲线齿圆柱齿轮的三维造型,并根据Hertz公式建立了曲线齿圆柱齿轮的接触应力计算公式。有限元分析结果表明,同等条件下曲线齿圆柱齿轮的接触强度较直齿轮、斜齿轮有显著提高,其最大应力仅为直齿圆柱齿轮的73.8%,斜齿轮的76.57%,为曲线齿圆柱齿轮在高速重载等工况下的工业应用提供理论依据和工程应用价值。

曲线齿线圆柱齿轮啮合数学模型

参照圆弧齿线圆柱齿轮齿面方程的推导方法以及齿面组成特点,介绍了一类曲线齿线圆柱齿轮的齿面组成特点.采用齿轮啮合原理中的单参数曲面包络方法,运用坐标变换推导了曲线齿线圆柱齿轮的数学方程和共轭齿面方程的一般形式.以圆弧齿线圆柱齿轮的齿面方程推导为例,推导了圆弧齿线圆柱齿轮的空间啮合数学模型,并采用UG建模软件建立了圆弧齿线圆柱齿轮的3D模型,验证了该方法的正确性.研究结果为进一步开展新型齿线的设计、新型曲线齿线圆柱齿轮传动研究提供了理论基础.

弧线齿面齿轮传动承载接触分析

推导了具有刀倾的刀盘形成弧线形产形齿条,进而成形加工弧线齿面齿轮的齿面方程;在弧线齿面齿轮及其相啮合的弧线齿圆柱齿轮几何接触分析的基础上,利用有限元方法,通过数学规划对面齿轮齿面承载接触进行了分析。算例仿真结果表明:在小齿轮轴外加扭矩为550 N.m条件下,齿面载荷在面齿轮齿面上分布均匀,承载传动误差幅值不大于5 arcsec,载荷在面齿轮齿根中点引起的拉应力较小。

渐开螺旋面参数网与渐开线齿轮精度分析

给出了渐开螺旋面４种新参数曲线网，加上原来的两种共６种。齿轮的不同加工方法可以各自对应一种参数曲线网（或称数学模型），描述不同加工方法的齿面构形，成为精确方便的数学工具。本文给出了６种参数曲线网之间的转换矩阵。这更便于精度分析及精度转换分析。

基于全齿宽啮合的弧齿圆柱齿轮参数化设计及接触特性

为了揭示全齿宽啮合弧齿圆柱齿轮齿面间的真实接触情况,根据齿轮啮合原理,推导了基于全齿宽啮合的渐开线弧齿圆柱齿轮的精确齿面和过渡曲面方程,通过MATLAB软件编程计算出弧齿圆柱齿轮的凹齿面、凸齿面及过渡曲面的坐标点,将计算得到的点云导入三维实体建模软件,经过简单处理生成精确弧齿圆柱齿轮的三维实体模型。最后,通过数值解法计算了渐开线弧齿圆柱齿轮的真实啮合情况,并用可视化界面显示齿面接触曲线。结果表明该齿轮是关于齿轮中间截面对称的全齿宽啮合弧齿圆柱齿轮;轮齿在进入和退出啮合时是部分齿面接触。

双面加工的弧齿圆柱齿轮精确参数化设计与装配仿真

弧齿圆柱齿轮是一种新型齿轮,其齿形复杂,齿线呈弯曲的弧线,建模困难。分析其双面加工的过程和齿形展成原理,利用Pro/E的全相关特性,模仿其切削成形过程,实现弧齿圆柱齿轮的全参数化设计和精确建模,并对生成的配对齿轮进行装配与运动仿真分析。

圆弧齿线圆柱齿轮根切问题的研究

圆弧齿线圆柱齿轮于 1975年由美国发表专利 ,它具有优良的啮合特性 ,近年来在煤矿和冶金等行业得到了成功的应用 ,但迄今为止有关其啮合理论的研究还很不足 ,本文从啮合理论的角度对该种齿轮在加工过程中是否存在根切现象及如何避免根切等问题进行了研究 ,所得结论可供设计、生产该种齿轮时参考。

非对称圆弧齿线圆柱齿轮建模与强度分析

为了提高圆弧齿线圆柱齿轮的强度,提出了双压力角非对称齿形设计。以双压力角铣刀盘为假想齿条,根据展成运动原理,推导齿面数学模型,获得齿面离散点坐标;在Pro/E中采用逆向建模的方法,建立高精度的非对称圆弧齿线圆柱齿轮模型;借助ABAQUS软件,分析工作载荷下两组压力角为25°/20°和25°/20°齿轮副的应力情况,提取出轮齿的齿面接触应力和齿根弯曲应力曲线。结果表明:大轮、小轮齿面的最大拟合误差分别为0.025mm、0.023mm;大压力角圆弧齿线圆柱齿轮能够显著提高轮齿的强度性能。

伺服齿轮曲线导向槽加工工艺研究

通过三种不同的工艺路线加工伺服齿轮曲线导向槽,摸索出伺服齿轮在切削加工和热处理中的变形规律,得出了合理的工艺加工方法,解决了伺服齿轮渗氮后精密加工工艺难题。

基于UG和ADAMS的弧齿圆柱齿轮动力学分析

根据弧齿圆柱齿轮加工原理及其齿面方程,利用UG/Open Grip二次开发语言在UG中完成齿轮的参数化建模,并实现齿轮副的装配。应用ADAMS对齿轮副进行动力学仿真,得到其在传动过程中部分参数特性曲线并对其进行分析。鉴于目前关于弧齿圆柱齿轮的研究没有成熟的动力学分析成果及计算理论,故将分析结果与同样参数的直齿、斜齿圆柱齿轮的理论计算值进行对比。结果表明:三者周向力、径向力及法向力比较接近,弧齿轮副的轴向力呈对称分布,虽然瞬时值较大但其平均值接近于零。研究结果为弧齿圆柱齿轮的动态特性研究和参数优化提供了技术支撑和理论指导。

弧齿圆柱齿轮研究现状综述

弧齿圆柱齿轮是一种没有完全市场化的平行轴传动齿轮,该类齿轮的轮齿沿齿宽方向呈圆弧曲线,具有无轴向力、润滑性能好等特点。通过查阅大量文献,对弧齿圆柱齿轮的研究现状进行详细分析,主要从工艺与加工方法、齿面建模方法、接触特性等几个方面进行了阐述,并基于现有研究状况对弧齿圆柱齿轮今后的研究方向提出了一些建议。

基于六轴数控铣齿机的点接触曲线圆柱齿轮加工仿真

点接触曲线圆柱齿轮是一种新型平行轴传动齿轮,用常规的机床和刀具难以完成其齿形的高效加工。利用六轴数控铣齿机和面铣式刀盘完成该齿轮的模拟加工。首先,根据该齿轮的成型原理,推导齿面的数学模型,求解齿面点云数据,基于点云数据在三维建模软件中构建齿轮实体模型;然后,在VERICUT中构建数控铣齿机和刀具,再编写齿轮加工的数控程序,完成齿轮加工仿真;最后,利用构建的齿轮实体模型与模拟加工成型的齿轮模型进行加工精度分析。结果表明:利用六轴数控铣齿机和面铣式刀盘可以加工出满足要求的点接触曲线圆柱齿轮,为促进点接触曲线圆柱齿轮的制造和应用提供基础。

线接触曲线圆柱齿轮的加工方法与仿真

为提高线接触曲线圆柱齿轮的加工效率并降低制造成本,提出一种采用现有六轴数控铣齿机和单刃面铣刀盘的线接触曲线齿轮加工方法。根据该齿轮的成型原理,推导齿面的数学模型,获得齿面点云数据;基于点云数据在三维建模软件中构建齿轮实体模型;在VERICUT中构建数控机床和刀具模型,编写齿轮加工的数控程序,完成齿轮仿真加工;利用构建的齿轮实体模型与加工成型的齿轮模型进行偏差分析。结果表明:采用所提方法加工线接触曲线圆柱齿轮是可行的,可减少科研人员对专用线接触曲线齿轮机床研究的投入。

装配误差和齿面修形对曲线圆柱齿轮传动误差的影响

基于齿轮啮合理论,推导了带抛物线修形的曲线圆柱齿轮齿面方程,研究了齿轮副有限元模型初始接触位置的求解方法;利用齿轮参数化有限元技术,建立了齿轮副的有限元模型,从有限元分析结果中提取了齿轮载荷传动误差;通过20余组算例分别研究了齿轮副的装配误差、修形量、刀盘曲率半径和修形曲线偏置量对载荷传动误差的影响。结果表明,装配误差可以降低载荷传动误差的波动幅度;较大的齿面修形量可减小载荷传动误差波动幅度;较大的刀盘曲率半径可减小载荷传动误差值和误差波动幅度;齿面修形曲线的偏置对载荷传动误差的影响较小。总的来说,采用较大曲率半径的修形刀盘可加工出传动性能更好的曲线圆柱齿轮。