面齿轮滚刀基本蜗杆的设计方法

面齿轮传动由于其独特的传动优点,成为航空传动的主要研究方向.根据面齿轮传动原理,建立面齿轮加工坐标系,得到了面齿轮齿面方程,分析了面齿轮齿顶变尖和齿根根切的限制条件,同时根据实际算例讨论了面齿轮内外半径随压力角变化的规律,所获得的结论对面齿轮的设计具有参考价值.最后分析面齿轮的滚切原理,根据齿轮啮合原理,建立面齿轮滚刀型面方程,采用数值计算方法,得到滚刀型面离散三维坐标值,借助三维造型软件得到面齿轮滚刀基本蜗杆三维模型.

渐开线齿轮齿根过渡曲线方程的建立及三维精确建模

针对目前齿轮建模方法的不精确性,文章提出了一种精确的建模方法。此方法通过研究齿轮齿根过渡曲线,精确建立齿轮齿根过渡曲线,并建立齿轮的全齿形方程,并使用编程求出齿形的坐标点,最后在PRO/E中精确建立齿轮的三维模型。用此方法建立的三维模型更准确、更简单和更实用。并为后续对齿轮作仿真分析奠定良好的基础。

基于最小凸包的直齿圆柱齿轮检测方法研究

提出了基于齿轮外轮廓最小凸包及凸包缺陷的直齿圆柱齿轮齿数及缺齿识别算法,采用二值图像连通域跟踪提取齿轮外轮廓,然后进行外轮廓最小凸包及凸包缺陷检测,去除伪凸包缺陷后进行齿数检测及缺齿部位识别。根据直齿圆柱齿轮外形特征,提出了基于齿轮外轮廓凸包顶点的齿顶圆检测方法,以及基于齿轮外轮廓凸包缺陷最深点的齿根圆拟合方法,实现了直齿圆柱齿轮的特征圆参数快速测量。实验结果表明,齿数及缺齿识别算法正确率高达98.48%;与现有两种典型方法对比,齿轮特征圆拟合算法可以实现各种情况下齿顶圆和齿根圆的高速高精度定位。

齿根圆角半径对齿轮冷锻成形的影响

利用Solidworks三维造型软件对圆柱直齿轮进行参数化建模;采用正挤压成形工艺,使用有限元数值模拟软件Deform-3D对冷锻成形过程进行三维刚塑性有限元数值模拟;确定了合适的齿根圆角半径以优化成形工艺,为实际生产提供参考。

基于精确建模的微线段齿轮弯曲强度理论分析

提出了一种微线段齿轮精确建模方法。该方法通过建立齿轮轮廓方程和齿根过渡曲线方程,编程求出微线段全齿廓的坐标点,并利用PRO/E建立微线段齿轮的齿形模型,最后导入到Ansys中进行齿根弯曲强度分析。结果表明,齿根过渡曲线对齿轮齿根的弯曲强度大小有直接影响。该文所述方法提高了微线段齿轮齿根弯曲强度计算的准确性。

变位齿轮的齿根过渡曲线精确计算及在CATIA中工程图的快速实现

为了提高变位齿轮的工程图绘制的速度和精度,在建立变位齿轮的齿根过渡曲线方程的基础上,通过程序完成了变位齿轮的全齿廓数据的精确计算,并利用宏命令接口将数据输入到CATIA中。最后在CATIA中实现了变位齿轮的精确建模和工程图的快速绘制,为后续齿轮的弯曲强度分析、准确加工和尺寸验证奠定了技术基础。

弧线齿面齿轮的几何设计和数控加工

研究了弧线齿面齿轮的齿面展成原理,给出了内半径、外半径的求解方法,以及弧线齿面齿轮在普通多轴联动数控机床上的加工实现。基于假想齿轮的概念,推导弧线齿面齿轮的齿面方程;依据面齿轮内径处根切,外径处齿顶变尖条件,确定弧线齿面齿轮的齿宽界限值;以坐标变换为工具,建立了弧线齿面齿轮在数控机床上的加工方法,确定了各运动轴的多项式表达式,以方便数控编程。通过算例,分析产形齿轮齿数、刀盘半径、刀倾角等加工参数对弧线齿面齿轮齿宽的影响;根据运动轴多项式,建立面齿轮的三维实体模型,验证在数控机床加工的可行性。

基于函数逼近的双圆弧齿轮齿根强度优化分析

介绍了函数逼近的有限元优化方法基本理论,利用ANSYS的可编程和参数化建模功能建立整个优化分析的流程,程序随着迭代自动生成有限元模型和边界条件。通过优化计算发现,其他参数相同而模数不同的双圆弧齿轮其齿根强度最优的齿形参数一致,且最优齿形是一种接近于公切型双圆弧齿轮的齿形。

过渡圆角对齿根动应力影响之有限元分析

应用动态有限元的方法,研究了在冲击载荷作用下,标准齿轮齿根部不同曲率的过渡曲线对齿根最大动应力的影响.给出了随过渡圆角变化而变化的齿根最大应力图,由此可确定齿轮齿根部最佳过渡圆角,为齿轮设计提供了参考依据.

基于空间接触的齿根过渡曲线对齿轮弯曲强度影响分析

在齿轮基本尺寸不变的情况下提高渐开线齿轮强度是一个重要课题。提出一种基于实际物理力学模型的渐开线斜齿轮三维模型空间多齿对同时接触的分析方法,应用Pro/E软件,以齿根过渡曲线分别为典型的双圆弧和单圆弧的两对变位斜齿轮模型为研究对象,按照一定的啮合角度变化,得到全方位接触分析结果,确保齿根弯曲强度结果的较高可靠性。通过对两种齿轮齿根应力的比较得出结论:算例中过渡曲线为双圆弧的齿轮齿根应力约为单圆弧齿轮齿根应力的1.3～1.5倍。最后通过VB(Visual basic)语言对Catia软件进行二次开发的方式仿真加工出上述两种齿轮模型,并在相同条件下进行有限元分析。在仿真加工出齿轮模型的齿根过渡圆弧曲率半径不完全一致的情况下,其齿根应力也满足1.3～1.5倍的结论。该分析方法可为齿根单圆弧齿轮的推广与应用提供基础支持。

逻辑齿轮的齿根过渡曲线设计及弯曲应力分析

建立了单圆角逻辑齿条刀具的齿顶圆半径的公式,得出齿顶圆半径与连接逻辑点的关系,并推出了两圆角逻辑齿条刀具的齿顶曲线方程。根据逻辑齿条刀具与逻辑齿轮之间相互啮合关系,求出逻辑齿轮齿根过渡曲线方程。通过Matlab编程求出逻辑齿轮齿廓上的点,拟合画出齿轮齿廓。建立了两种齿条刀具下的逻辑齿轮三维模型,运用Workbench对单齿啮合的逻辑齿轮进行静力有限元分析,得到逻辑齿轮的应力大小分布,结果表明单圆角齿条刀具对应齿根过渡曲线的逻辑齿轮弯曲强度较好。

锥齿轮弯曲强度有限元分析精确模型的研究

研究了实现渐开线直齿锥齿轮的精确建模方法。从原理出发,利用渐开线方程生成了轮齿的精确齿形。在系统探讨了轮缘厚度、有效周向齿数、加载位置、重合度、接触位置载荷分布、齿根过渡曲线等因素对齿根应力影响的基础上,建立了计算齿根弯曲强度的精确有限元模型;并用柔度矩阵法确定接触线上载荷分布,进行了齿根应力分析。计算结果与根据ISO算法得出的结论相吻合,证明了模型的正确性。

Logix齿轮的齿根过渡曲线

Logix齿轮是依据全新的齿形理论所提出的一种新型齿轮。在比较几种常用的齿根过渡曲线以后,针对Logix齿轮的特点,基于啮合理论推导其齿根过渡曲线的坐标方程,为Logix齿轮的设计和加工提供理论依据。

插切外齿轮齿形系数的数学模型及影响因素的研究

本文针对插切加工外齿轮齿形系数研究现状不足 ,利用相对运动原理推导出插切外齿轮齿根过渡曲线和齿形系数的数学模型。讨论插齿刀齿数、变位系数、齿顶圆角半径和相啮合齿轮的齿数、变位系数对插切外齿轮齿形系数的影响 ;同时比较插切加工与滚切加工齿轮齿形系数的不同 ,得出插切加工大变位齿轮齿形系数较滚切加工小 ,而对于小变位齿轮则情况相反。因此对于插切加工大变位齿轮有利于提高齿轮弯曲强度。

基于高弯曲承载能力的齿轮加工关键技术研究

齿根过渡曲线是影响齿轮弯曲承载能力的重要因素,它由刀具齿顶圆弧共轭形成,因此研究齿轮加工方式及刀具刀顶形状对于提高齿轮弯曲承载能力具有十分重要的意义。针对渐开线圆柱齿轮弯曲承载能力,考虑不同的齿轮加工刀具及齿高系数和变位系数等因素,建立相应的齿根过渡曲线模型,通过折截面法探究齿轮加工方式及刀具刀顶形状对齿轮弯曲承载能力的影响,并通过有限元分析对理论结果进行验证。研究表明:当齿轮基本尺寸不变时,对于不同使用要求,高变位时用齿条型单圆弧刀具加工的齿轮弯曲承载能力高于齿条型双圆弧刀具和齿轮型刀具;角变位且小齿轮变位系数为零时,用齿轮型单圆弧刀具加工的齿轮弯曲承载能力高于齿条型刀具。

受均匀内压作用涡旋齿根等效应力简化计算

提出受均匀内压作用的涡旋齿根等效应力的简化计算方案,对所建立的72个涡旋体有限元模型施加端面固定约束和不同内压进行模拟,由模拟结果分析,并经规划得到了简化计算公式。研究表明:不同参数的涡旋齿根等效应力分布规律基本相同,随展角呈指数分布,与涡旋齿高和内压呈线性关系。涡旋齿末段对应展角大约为π/2的部分与其余部分应力分布差别明显,与末段大约涡旋齿理论初始展角α对应的部分应力变化急剧。在不考虑涡旋齿根部应力集中的情况下,涡旋齿根等效应力可进行分段简化计算。大量实例证明:除末段α部分外,简化计算的结果与有限元模拟结果误差较小,最大误差不超过5%。

渐开线少齿数齿轮弯曲疲劳应力计算系数的研究

通过设计实验方案、实验、数据处理、实验误差分析和修正,对Z=4~11的少齿数齿轮,得到弯曲疲劳应力计算中的齿形系数和应力修正系数变化曲线、齿顶变尖极限曲线和齿根根切极限曲线。应用其完成了某设计,通过动力学仿真以及样机运行试验,证明了设计的合理性。完善了齿轮设计资料。

奇数齿齿轮齿顶圆与齿根圆直径的测量及其量具

设计了一种测量工具 ,用以测量奇数齿齿轮的齿顶圆和齿根圆直径 ,以便确定齿轮的主要参数。

基于Pro/E和KISSsoft的齿根修形优化设计

结合Pro/E和KISSsoft的优点,研究了齿轮齿根修形优化设计.首先结合使用国际标准ISO6336和"图解法",利用KISSsoft软件对齿根进行修形最优化.然后利用Pro/E和KISSsoft之间的3D接口,直接在Pro/E中生成参数化的三维实体,最后在组件中同轴装配三个齿轮,进行齿根优化分析,给出了研究结论.上述研究方法在实现齿根修形优化设计的同时,也很好地实现了齿轮的实体参数化设计.不仅提高了设计的效率和质量,也降低了设计的成本.

发动机飞轮齿圈的失效分析

45钢制发动机飞轮齿圈在使用了约2 000 h时发生断齿故障。为了揭示断齿的原因,对失效的飞轮齿圈进行了宏观检验、金相检验、化学成分分析和硬度检测。结果表明,飞轮齿圈断齿的主要原因是齿根处未被感应淬火和齿根圆半径偏小,前者导致由于产生拉应力而大大降低齿根处的弯曲疲劳强度,后者加剧了齿根处的应力集中,导致裂纹的萌生。通过加大齿根角和改进感应淬火装置,飞轮齿圈的断齿问题已得到解决。