基于螺旋接触线的五轴侧铣刀具定位方法

针对五轴侧铣加工非可展直纹面时刀具与设计曲面相互干涉的问题,提出了一种基于螺旋接触线的刀具定位方法。首先,基于Z-buffer法建立单个刀位下的误差解析模型,以评估刀具定位方法的优劣。其次,根据非可展直纹面的扭转特性,构造刀轴矢量的数学模型,同时分析刀具-工件接触线的性质及参数表达式。再次,考虑实际加工中的非线性加工误差,通过运动学变换对全局刀位进行路径插补优化。最后,基于改进两点偏置法、最小二乘法及所提出的方法进行仿真分析并对比3种方法所产生的误差,同时基于后2种方法进行实验验证。仿真和实验结果表明,所提出的方法能够有效减小侧铣加工中的原理误差,可为非可展直纹面的五轴侧铣加工提供一定的参考依据。

计入线外啮合的弧齿锥齿轮变速工况动力学分析

针对弧齿锥齿轮副的稳态和变速瞬态工况进行了研究。在稳态工况下,研究发现到齿轮副的振动位移、速度和动态啮合力表现出周期性波动的特征;在啮合周期的起始和结束位置,存在振动冲击现象;在时域分析中,动态啮合力的主要振幅在啮合频率(1916Hz)及其多个倍频处,最大振幅出现在5倍啮合频率处。在变速瞬态工况下,模拟了主动轮的匀速变速过程,观察了主动轮角速度随时间的变化。结果显示,变速瞬态引发更大振幅和动态啮合力波动。

误差因素对弧齿锥齿轮传动接触的影响

线接触弧齿锥齿轮传动为全齿面接触,对误差较为敏感。为揭示误差因素对线接触弧齿锥齿轮传动接触的影响规律,开展了含误差因素的接触仿真分析。首先,基于刀盘逼近加工方法,建立了线接触弧齿锥齿轮的加工齿面数学模型,并验证了齿面模型的正确性;然后,基于该模型,分析了不同精度等级下的安装误差和齿距偏差对线接触弧齿锥齿轮传动接触的影响及对齿面接触应力和弹性变形的影响规律。数据分析结果表明,线接触弧齿锥齿轮传动因误差因素会产生边缘接触,主要表现在齿顶处,之后是小端,齿根和大端处不明显;在分析的多种误差中,齿距偏差和小轮轴线误差对齿面接触应力和弹性变形的影响较大,之后是轴交角误差和轴间距误差,大轮轴线误差的影响最小。研究结论可为线接触弧齿锥齿轮传动的误差控制和修形设计提供参考。

双圆弧弧齿锥齿轮重合度研究

重合度是影响弧齿锥齿轮传动啮合性能的主要因素。双圆弧弧齿锥齿轮的端面重合度为零,其连续传动由纵向重合度保证。根据弧齿锥齿轮重合度的定义,提出了双圆弧齿廓弧齿锥齿轮重合度的定义,并采用线图法对其啮合过程进行了分析;建立了双圆弧齿廓弧齿锥齿轮重合度、多点啮合系数和多齿对接触系数等计算方法,给出了双圆弧弧齿锥齿轮连续传动的条件。应用提出的方法对试验齿轮的重合度进行了理论计算,计算结果与TCA分析结果相同,验证了所提出方法的正确性。

对数螺旋线齿锥齿轮齿面的形成及传动原理(Ⅲ)

利用空间双参数曲面族包络理论推导了对数螺旋线齿锥齿轮的共轭齿面方程,在此基础上详细分析了对数螺旋线齿锥齿轮齿轮副啮合过程中齿面上的啮合线和接触线,并借助将曲面接触问题转化为曲线接触问题的研究方式,对齿轮齿面形状、特性等进行了充分的论证,研究和分析结果表明:对数螺旋线齿锥齿轮的共轭齿面也为对数螺旋曲面,从而进一步证明了该种新型齿轮传动应用于工程实际的可能性。

圆弧齿轮传动中心距误差敏感的正确解释

我国出版的圆弧齿轮权威著作中对圆弧齿轮传动中心距误差敏感的解释存在重大缺陷,误导了设计者。如果按照这种解释并进行数字验证的话,所谓的圆弧齿轮传动中心距误差敏感则是一个伪命题。文中根据作者对圆弧齿轮啮合原理、设计方法的重新诠释,推导出中心距误差对圆弧齿轮传动比以及压力角的影响。找出了圆弧齿轮对中心距误差敏感的真正原因,对克服圆弧齿轮的这一弊端有重要意义。

克林贝格螺旋锥齿轮副的油膜特性研究

根据克林贝格螺旋锥齿轮的齿面生成，论述了该齿轮副的齿面接触状态，指明共轭齿面接触实际上可近似视为线接触，并提出其简化几何模型，然后引入弹流润滑理论中线接触的几种膜厚计算公式，并就其中的有关参量针对该齿轮副作了具体分析．通过实例，分别计算出共轭齿面在等温线接触状态下的最小油膜厚度；齿面粗糙度为１．６，膜厚比λ＝３时，共轭齿面可以实现全膜弹流润滑．

双螺杆真空泵新型变速螺线型转子的研究

针对现有渐开线型螺杆转子存在尖点与泄漏通道的问题,提出一种新型变速螺线型螺杆转子。基于螺线理论和啮合原理,建立了变速螺线构建理论,推导了型线方程,研究了不同旋转角函数对变速螺线生成过程和截面面积利用率的影响。通过解析求解和受力模拟,对比了现有的和所提出的两种转子的性能,结果表明:变速螺线型螺杆转子具有较好的啮合特性,连续光滑的空间接触线,齿根处应力分布平缓;并且变速螺线型螺杆转子有较好的级间密封效果和受力特性。

相交轴螺旋非圆齿轮啮合传动研究

为了将非圆齿轮应用到变速器中,提出一种实现相交轴变传动比运动的螺旋非圆齿轮副,并对其啮合原理进行研究。定义了该非圆齿轮的螺旋节曲线,给出传动比公式及齿轮副周向纯滚动条件,建立了基于包络法加工非圆齿廓数学模型;通过描述圆柱齿轮的各段齿面方程,结合共轭齿廓啮合基本定理,推导出了螺旋非圆齿轮的齿面方程,并验证两者瞬时啮合状态为线接触;利用数值计算软件,生成了精确的非圆齿面,分析了左右非圆齿廓外观特征,为进一步研究和应用提供了理论基础。

螺尖丝锥几何参数快速非接触测量方法研究

针对螺尖丝锥生产过程中几何参数测量稳定性差、测量信息不全和测量效率低等问题,提出一种基于线激光扫描的快速非接触测量方法。首先,根据齐次坐标变换理论建立了螺尖丝锥非接触测量运动学模型,并在对测量数据进行预处理后,基于多视角拼接实现了螺尖丝锥的全信息曲面重构;然后,提出了考虑螺尖丝锥曲面特征的点云分割方法和刃部刃线提取算法,并在此基础上实现了丝锥前角、刃倾角、芯径、刃背宽度等几何参数的全面高效计算;最后,在数控机床上针对生产过程中的螺尖丝锥开展了测量重复性实验和对比实验。结果表明,该方法平均测量效率提升了3.88倍且最大相对误差不超过2%,验证了测量系统的可行性以及具有良好的测量稳定性、测量效率和准确性。

圆锥滚子双盘研磨工作面求解与形面分析

根据共轭曲面原理对圆锥滚子双盘研磨加工中研磨盘工作面进行理论求解,运用包络法求解螺旋槽工作面的理论形面方程并分析其形面特征。基于研磨盘对圆锥滚子姿态控制和成形加工的工作要求,分析了上研磨盘、下研磨盘和圆锥滚子三者的空间位置和相对运动关系。采用包络法求解上研磨盘工作形面,建立上研磨盘工作面的理论形面方程。通过数值计算分析螺旋槽工作面的形面特征及螺旋槽与圆锥滚子的接触特征,结果表明,螺旋槽工作面一和工作面二的轴截面廓形都是相对于基准直线的内凹曲线,其中工作面一的轴截面廓形内凹量最大值约为0.012μm,可简化为直线;螺旋槽工作面是一个轴截面廓形不断变化的复杂螺旋曲面;圆锥滚子与螺旋槽工作面为线接触,接触线为不在圆锥滚子轴截面内的空间复杂曲线,其位置与运动参数β有关。给出了螺旋槽工作面形面参数的精确计算方法并分析了螺旋槽工作面轴截面廓形的变化情况。