Influence of cutter diameter on meshing performance in spiral bevel gears

Playing a critical role in transmitting movement and power, the meshing performance of spiral bevel gears has a significant effect on products' operational performance. To evaluate the meshing performance, the accurate three-dimensional(3D) spiral bevel gear models are established through the Pro/E and MATLAB softwares, and the finite element analysis(FEA) methods are applied to the theoretical investigation of the influence of cutter diameter on meshing performance in spiral bevel gears. The results obtained show that the cutter diameter has a significant influence on spiral bevel gears' meshing performance, such as the contact area, contact pressure, bending stress, torsional stiffness and transmission error.

螺旋锥齿轮数控加工中刀盘误差的补偿

在进行螺旋锥齿轮数控加工过程中,用直廓截形代替盘状铣刀刀刃理论截形所产生的偏差会影响螺旋锥齿轮齿面加工精度。针对该问题,分析了螺旋锥齿轮数控加工原理,并在此基础上建立了从刀刃到形成齿面的数学模型;依据空间啮合理论计算盘状铣刀刀刃实际截形,分析并建立了盘状铣刀刀盘半径偏差与齿面误差的关系;进一步推导出刀具实际截形误差的计算过程;最后根据螺旋锥齿轮的加工原理对刀具的误差进行了补偿计算,并对补偿结果进行了仿真实验验证,证明了该算法的可靠性。

刀具误差对螺旋锥齿轮加工精度的影响

螺旋锥齿轮数控加工过程中,用直廓截形代替盘状铣刀刀刃理论截形的偏差影响螺旋锥齿轮齿面加工精度。在分析了螺旋锥齿轮数控加工原理这一基础上,建立了刀刃到形成齿面的数学模型;依据空间啮合理论计算盘状铣刀刀刃实际截形,分析并建立了盘状铣刀刀具半径误差与齿面的误差的关系;进一步通过加工工件齿面点反算推导出刀具实际截形误差,对实际的螺旋锥齿轮加工过程中齿面精度的提高具有重要的指导意义。

基于盘形刀具的弧齿锥齿轮齿顶倒棱加工方法研究

为了解决弧齿锥齿轮齿顶倒棱效率低精度差的问题,提出一种采用盘形刀具进行齿顶倒棱的方法。创建包含齿顶倒棱特征的齿轮几何模型,以单个齿槽两侧棱线为扫描路径创建圆柱扫描体。以两圆柱扫描体的相交线为基础,确定倒棱加工时盘形刀具与齿轮的空间位置关系,进而计算倒棱加工参数。创建包含机床、盘形刀具和齿轮的仿真加工环境,设定多组加工参数后分别完成齿顶倒棱仿真加工。测量齿顶倒棱的形状误差数值,以形状误差最小为依据,确定加工参数的最优值。这种方法在弧齿锥齿轮铣齿机上安装盘形刀具即可实现,无需专用机床,而且相比于其他形状刀具,盘形刀具参与切削部分的长度较长,可有效提高刀具寿命。

螺旋锥齿轮端铣加工刀位计算方法（英文）

针对螺旋锥齿轮在数控加工中心上加工效率低的问题,提出利用盘状铣刀对螺旋锥齿轮进行端铣的加工方法。由螺旋锥齿轮齿面及刀具的几何特征,调整铣刀与被加工齿面的相对位置,使齿面与刀具包络面的法截面相对法曲率最小,增大切削带宽,同时控制刀轴矢量调整切削深度避免加工干涉。最后将规划的加工刀位转化到数控机床轴上,利用VERICUT进行加工仿真验证该方法的可行性与正确性。

大规格弧齿锥齿轮加工技术的研究进展

随着我国船舶、矿业、电力等领域的发展,对大规格弧齿锥齿轮的需求迅速增长。针对弧齿锥齿轮的传统制齿技术和小直径刀具数控加工方法,综述了近年来大规格弧齿锥齿轮切齿技术的研究进展和现状,分别指出了弧齿锥齿轮的传统制齿技术对于加工大规格齿轮的严重弊端以及采用小直径指状刀具多轴数控包络大规格齿轮齿面的明显缺点,认为较小直径盘状刀具数控包络技术更适合大规格弧齿锥齿轮的结构特点,同时要研究刀具和齿轮结构的干涉避免方法。

双圆弧弧齿锥齿轮的三维虚拟仿真加工

基于空间啮合原理,通过分析双圆弧弧齿锥齿轮的加工原理和加工机床的运动关系,选择GB12759-91齿形作为基本齿廓,建立了切齿啮合方程;在此基础上,得到切削刀盘参数及加工机床运动参数。基于VERICUT仿真加工软件平台,建立了三维虚拟仿真加工模型,对一对给定参数的齿轮进行了几何参数,刀具参数及机床运动参数的计算,并进行了虚拟仿真加工,验证了三维虚拟仿真加工模型的正确性。

基于固有应变理论的等高齿弧锥齿轮铣刀盘焊接变形仿真研究

基于固有应变理论,使用Weld Planner有限元软件对等高齿弧锥齿轮铣刀盘的焊接变形进行研究,通过建立有限元模型准确快速得到铣刀盘的焊接变形规律。根据仿真模型和焊接参数对铣刀盘进行焊接,测量的变形和数值与仿真参数一致。

铣齿机装配式铣刀盘智能测量仪的研制

研制了智能型铣齿机装配式铣刀盘测量仪,可实现铣刀盘误差的高效、高精度测量.设计了集成式测头,将用于测量铣刀盘刀高及径向跳动误差的两个独立测头集成在一起,既能实现刀高及径向跳动误差的独立测量,又可进行同时测量;集成式测头配备了标准RS232接口,可实现测量数据的实时采集;分析了铣刀盘刀片位置误差计算和调整原理,实现了智能化的数据分析评判,可自动提示需要调整的刀片号和调整量;采用了数字式仪表及微测量机构,测量分辨力达到0.1,μm.实验表明,测量仪能够智能化地给出需要调整的刀片编号、调整方向及调整量,提高了装配式铣刀盘刀片的调整效率.

数控端铣弧齿锥齿轮的刀背与轮齿干涉避免方法

在五轴数控机床上端铣加工弧齿锥齿轮时,为了避免中凹盘铣刀背锥面与对侧齿面发生干涉,提出了基于刀具和齿轮结构的干涉避免方法。通过确定加工轨迹上刀背圆锥面最突出母线与对侧齿面的位置关系,保证刀具背锥面沿进给方向的法曲率小于对侧齿面法曲率,优化确定刀具边缘厚度和背锥角,实现了端铣齿面时刀背不干涉对侧齿面。最后,以一对弧齿锥齿轮副的小轮为例,通过比较虚拟加工模型和理论模型,验证了所提干涉避免方法的有效性。

等高齿弧锥齿轮铣刀盘焊接变形数值模拟

根据等高齿弧锥齿轮铣刀盘的结构,利用ANSYS Workbench有限元分析软件对刀盘焊接进行数值模拟,得到刀槽焊接过程中的变形情况,绘制温度变形图得出相应的数学模型,为刀盘的焊接技术提供理论依据。在实际环境下进行焊接试验并对焊接结果进行检测,与模拟结果对比得出数值模拟的合理性。

基于球头铣刀的弧齿锥齿轮小轮铣削加工方法研究

弧齿锥齿轮小轮铣削通常在专用机床上采用铣刀盘实现,从而导致制造成本较高。为了降低弧齿锥齿轮小轮的制造成本,提出一种在通用四轴数控铣床上采用球头铣刀进行铣削加工的方法。根据齿面数学模型计算齿面离散点坐标,进而创建齿轮实体模型。分析齿根铣削时球头铣刀与齿轮的空间位置关系,以铣削一侧共轭齿面时不刮伤对侧共轭齿面为原则确定球头铣刀直径。以刀杆与齿面不发生干涉为前提,确定处于各个加工位置时的刀轴方向。以沿齿高和齿长方向均匀分布的齿面离散点为基础,创建沿齿高方向分层的粗铣刀路和沿齿长方向分层精铣刀路。创建包含机床、刀具和轮坯的仿真加工环境,完成齿轮铣削仿真。结果表明:相比于铣刀盘,球头铣刀加工得到的过渡曲面曲率半径更大,可降低齿根处的应力集中程度。将刀路导入数控加工系统,在四轴数控铣床上完成齿轮的粗铣和精铣,获得的齿面具有较好的光洁度,从而验证了本方法的可行性。

万能工具磨床上刃磨弧齿锥齿轮铣刀的研究与实践

孤齿锥齿轮铣刀在切削过程中，由于切削刃被逐渐磨损变钝，需要及时正确地修磨。本文通过对单件、小批量生产规模下，在万能工具磨床上刃磨孤齿锥齿轮铣刀的原理分析，提出了实用可行的操作技术。

突端刀具的最大刀尖圆角半径的计算

为了提高弧齿锥齿轮的弯曲强度,避免小轮的轮齿根部与大轮的轮齿顶部发生干涉,本文讨论用突端刀具切制弧齿锥齿轮时刀具的最大刀尖圆角半径的计算办法,并给出了计算公式。

弧齿锥齿轮刀盘检查仪集成式测头的设计

针对弧齿锥齿轮装配式铣刀盘检查仪普遍采用双独立测头的测量方式,提出了一种新型集成式测头,可实现装配式铣刀盘刀具高度和径向误差的同时测量,也可实现独立测量,且测量过程互不干涉。该集成测头结构合理,提高了装配式铣刀盘检查仪的测量效率。

基于锥形刀具的螺旋锥齿轮齿顶倒棱加工仿真研究

针对螺旋锥齿轮倒棱大小无法精确控制的问题,提出了一种采用锥形刀具进行齿顶倒棱加工的方法.该方法建立了齿顶棱线方程,并以此为依据推导出刀具轨迹方程;根据锥形刀具的锥角和倒棱的长度,经过几何变换计算出刀尖点位置和刀轴矢量;在此基础上确定刀具加工轨迹进而完成齿顶倒棱加工.仿真结果表明,在3组不同倒棱参数下,倒棱的形状误差≤0.05 mm,提高了倒棱精度,且可灵活控制倒棱大小.

螺旋锥齿轮点接触齿面生成法

提出一种能直接生成点接触、满足啮合配对要求的齿面方法，该方法利用齿面接触分析设计齿面，为齿轮ＮＣ加工运动计算提供新的途径。

基于球头刀具的螺旋锥齿轮齿廓倒棱轨迹规划

为解决螺旋锥齿轮在五轴数控机床上因额外的两个旋转轴而造成轨迹复杂、人工倒棱效率低且无法保证加工质量的问题,针对螺旋锥齿轮齿廓倒棱轨迹规划进行了研究。首先计算出螺旋锥齿轮齿廓线方程,在验证方程的准确性后获取齿廓线的目标离散点。其次,根据坐标转换原理计算出坐标变换矩阵,并依据球头刀的倒棱位姿计算出刀轴矢量。然后,对获得的刀具轨迹进行MATLAB和VERICUT倒棱仿真,分析不同加工深度下的倒棱结果。最后得出五轴数控机床下的倒棱轨迹,切削仿真结果表明加工表面相对均匀,能够实现齿廓在数控机床上的倒棱,替代人工倒棱并提高加工效率。

弧齿锥齿轮数控展成加工的位置分析与实践

基于弧齿锥齿轮的数控加工原理,根据产形轮和工件锥齿轮之间的展成运动关系,建立了弧齿锥齿轮齿面的数控展成加工数学模型,完成机床参数的调整,并根据啮合方程式求解出展成大小齿轮时刀具的起始位置和终止位置。基于Pro/E用曲面重建的方法得到三维螺旋齿面,建立了试验用的弧齿锥齿轮的三维实体模型。对所提出的方法应用于实例,表明这种方法的有效性。

摆线齿锥齿轮用SPIRON铣齿刀具研究与应用

相对于弧线齿锥齿轮,摆线齿锥齿轮采用等高齿制和连续分度法加工具有更高的加工效率、更好的传动平稳性及更小的传动噪声。本文针对摆线齿锥齿轮连续分度法铣齿所用的SPIRON刀具进行了相关介绍。